首次研究了地面相控阵雷达天线工作温度变化规律,根据传热学理论,建立了地面相控阵雷达天线工作温度传输的静态理论模型,计算了四种不同环境条件下的某型号相控阵雷达天线,给出了相控阵雷达工作温度随热损耗、风速的变化关系.

根据辐射传输和Mie散射理论,给出了分析雾的前向散射对距离选通成像系统影响的计算方法.首先,采用雾的含水量和能见度的经验公式估计雾滴谱.其次,已知雾滴谱计算Mie散射相函数;进而获得视消光系数.最后,给出了考虑前向散射光的影响时,前向散射光、后向散射光和信号光在距离选通成像系统光电阴极面上的照度随时间的变化规律,以及光电阴极面上目标与背景图像的对比度.结果是目标上的照度、后向散射光和信号光在光电阴极面上的照度增加,目标与背景图像的对比度降低;前向散射光在光电阴极面上的照度远小于后向散射光.

考虑LD泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布以及晶体热效应的影响,给出了Nd:YVO4晶体Cr⁴⁺:YAG被动调Q1.06μm激光的耦合速率方程组,数值求解该方程组获得了输出激光的平均输出功率、脉冲宽度、重复率随泵浦功率的变化特性,其理论值与实验结果相符。

从直接探测激光雷达系统的建模、激光雷达仿真系统的研究、计算机仿真实验等方面介绍了进行激光雷达系统仿真设计的理论和实践.从虚警概率、探测概率、信噪比和阈值噪声比决定最大探测距离的这一角度阐述建立直接探测激光雷达模型;假设在直接检测方式下,探测器噪声可以用高斯概率密度函数表示;考虑了大气分子和气溶胶的吸收和散射作用;仿真系统参数输入中尽可能考虑了实际系统的各种参数要求.仿真实验表明仿真软件能够客观地反映直接探测激光雷达在不同条件下应该探测的结果.

高速飞行器在大气层内高速飞行时,其头罩表面受大气气流的影响产生严重的气动光学效应.为了降低气动加热对头罩和侧窗结构材料的强度与刚度的影响,从侧窗制冷方式选择与设计、侧窗材料选择与设计、罩体材料选择与设计等方面进行研究,设计出了高速飞行器光学制冷头罩.

采用红外成像寻的精确制导体制的高速飞行器在大气中以高超音速飞行时,头罩周围的高温激波流场将产生气动光学效应,这种效应严重影响了导引头对目标的探测、识别与跟踪,必须对此采取措施进行校正.文中介绍了气动光学效应的光电校正方法,包括基于波前检测与基于像清晰化校正以及高频微型光电子校正等自适应光学校正、图像帧频与帧积分时间自适应变化校正和光学与图像处理综合校正等方法,并对各种方法进行了比较分析.

介绍了光学测距器的功能和原理.针对光学测距器精度低的缺陷,基于单片机控制的步进电机伺服装置,采用数字解算装置的改进光学测距器,实现了对光学测距器的数字计算和精密控制,从而提高了光学测距器的测量精度,并使其具有一定的可靠性和精确性.

可见光面目标反舰导弹探测用于指挥火炮系统对逼近的反舰导弹进行跟踪射击.采用图像差分和小波变换可以准确提取信噪比接近于1的反舰导弹图像,通过特征一致性评估算法以及基于对运动轨迹一元线性回归效果的检验进一步对该反舰导弹图像进行判断.试验证明,提出的目标提取算法和探测算法可以在近距离用可见光图像探测与背景灰度接近的反舰巡航导弹目标,也适合于其他来袭导弹与飞机的近距离探测,具有较普遍的探测适用性.

提出一种基于子空间的3D目标识别方法.该方法对3D目标进行事先的训练学习,采集目标可能出现时的图像,提取场景中目标的主要特征成分,建立所有目标样本图像和每个目标样本图像对应的两类特征子空间,分别用来确定目标类型和姿态.当输入一幅未知的待识别目标图像,识别系统将其分别向两类特征空间投影,根据它在两类特征子空间中的投影位置并参照目标特征的分布规律识别目标类型和姿态.实验证明,该方法具备对目标多种姿态图像畸变的鲁棒性,对光照变化也有很好的抑制作用,取得良好的目标识效果。

针对特定目标提出一种新的基于子图像块的目标提取方法.先对图像分块,再对分块后的特征图重新构建特征量并进行阈值分割,从而实现粗检,辅以知识确定目标的大概区域,最后借助边缘特性提取出精确目标.试验结果表明,该方法计算量较小、便于硬件实现,对于复杂自然背景中对比度低及不均匀光照条件下的一定形状尺寸的目标提取获得满意效果.

基于Gabor小波在图像表征方面的优越性,提出了将Gabor小波和支持向量机(SVM)相结合用于人脸识别的方案.用Gabor小波对人脸图像进行特征提取,再利用SVM策略对特征向量进行分类识别,实验的仿真结果验证了本算法的有效性.

分割的难度可以利用关于视觉任务的知识来降低.在分析现有分割方法的基础上,提出了一种用目标的显著特征来限定分割区域的分割方法,使基于类间方差的门限法得以应用.同时,考虑了红外图像中船体与发动机等区域存在不同灰度分布的情况,定义了局部分割准则.实验结果证明所提出的方法能成功完成红外舰船目标分割,并能应用于实时舰船目标检测与识别.

图像分割算法的研究是计算机图像处理与识别技术的关键和难点所在.文中提出的分割算法可分为两步:首先运用基于数学形态学的预处理把图像中的前景简化,同时保留背景信息;然后通过采用上下游决策的改进算法来分割图像,以得到最终结果.针对医学图像样本进行实验,实验结果表明了算法的有效性.

在兼顾运动图像分割效果和实时性的原则上,提出了一种简单有效的分割方法.首先利用二次帧差的方法求出图像帧的运动区域,去除结果中不准确的小区域,最后利用二次扫描的方法填充该区域.实验证明:利用该方法得到了较好的分割效果并节省了处理时间.

传统的图像相关匹配方法是利用求取对应像素灰度的相关性进行图像之间的相似度量的.由于参考图和实测图之间存在着灰度差异、模糊、噪声以及局部遮挡等,这就使得仅依靠图像灰度相关进行匹配的算法性能受到影响.基于图像分割后的区域是比像素灰度更高一级的图像表述,利用势函数聚类自适应多阈值图像分割技术,提出了一种对图像的加权区域模板相关匹配的算法.这种算法建立了一种目标区域隶属度的相关度量方法.试验结果表明了该算法在多种图像变形情况下的有效性.

从理论上研究了图像在发生亮度和对比度变化、镜像或转置变化时,其DCT变换后的矩阵元素之间具有相似性.并在该特性基础上,提出了基于DCT变换的自适应图像匹配算法.鉴于图像匹配标准和抗噪声干扰的鲁棒性,可以只考虑主要能量所存在的区域.另外,图像经过DCT变换后的主要能量集中在左上角,因此,只匹配DCT变换后左上角子矩阵,即可以满足匹配要求.实验证明该方法十分有效.

在数字摄影测量等应用中需要对航空拍摄的序列图像数据进行拼接才能得到对应地面的全景图像.讨论了帧与帧之间存在相对旋转或几何畸变的情况下,用多帧图像进行拼接产生地面全景图的方法.该方法在相邻帧图像之间采用基于控制点的局部自适应方法进行定位,再采用淡入淡出的方法进行拼接和数据融合,重建地面全场景图像.实验结果表明本方法能够有效地解决图像拼接中帧间旋转或几何畸变问题,并避免了图像的平滑失真.

针对天文图像受大气影响而变模糊的问题,利用多帧盲去卷积方法对变质图像的恢复及点扩展函数的辨识进行了研究,并采用基于受惩极大似然估计的GEM改进算法从模糊图像序列中得到目标以及点扩展函数的迭代解.实验结果表明该算法能有效地恢复出原物体并估计出点扩散函数.

在研究单幅平面图像内在特性的基础上,提出了一种恢复立体视觉景象建模的新方法.对图像进行智能识别处理,可以求得许多线段的特征参数,并由此计算出消隐点和消隐线,从而可自动获得场景的立体结构信息.本算法的特点在于用一个代数表达式统一了三种典型的度量方法,无需传统的相机内校正参数,直接可计算出建模用立体信息.建模结果用VRML格式保存、输出,以便于网上浏览.众多的图像验证了该方法的有效性、适用性.

提出了一种基于区域和边缘分开编码的可伸缩彩色图像编码算法,该算法采用按各区域重要性程度分别进行不同精度的编码,并采用MEZW方法组织码流.算法分三步:一是将图像分割为纹理均一或表示独立意义的区域,并按重要程度分别排序;二是对各区域边缘像素进行DCT和小波变换;三是采用MEZW对小波系数进行处理并复合为输出码流.

提出了一种基于小波变换的多光谱图像与高空间分辨率图像融合方法.该方法通过局部方差准则利用加权平均将高空间分辨率图像和多光谱图像经小波分解的低频分量进行融合,然后将融合的低频分量和高空间分辨率图像的细节分量结合进行小波反演变换得到融合图像.通过和WT方法的融合结果进行对比评价,表明了该方法在提高多光谱图像的空间细节表现能力和保持光谱信息上都有很好的效果.

针对超光谱图像的特点和硬件实现的实际需要,提出了一种基于小波变换的前向预测帧间去相关超光谱图像压缩算法.通过图像匹配和帧间去相关,消除超光谱图像帧间的冗余,对残差图像的压缩采用基于小波变换的快速位平面结合自适应算术编码的压缩算法,按照率失真准则控制输出码流,实现了对超光谱图像的高保真压缩.通过实验证明了该方案的有效性,基于小波变换的快速位平面结合自适应算术编码的压缩算法速度优于SPIHT,而且易于硬件实现.

充分研究了图像的数据隐藏能力,提出利用边缘点数、分布均匀度和亮度来综合衡量图像的数据隐藏能力;借用通讯中调频的思想,提出了区别于传统水印技术的"调频水印"技术;选择数据隐藏能力强的图像块的中频系数组成基带信号,结合调频思想进行水印的嵌入和提取.这种水印技术能兼顾不可见性和鲁棒性,并且可以实现高效的盲检测.

针对基于ADSP14060的图像实时处理系统,根据层次化的思想,设计并实现了一个具有代码量少、可移植、可裁减的嵌入式操作系统.该系统不但具有任务管理、资源管理、片内任务通信等基本功能,还具有片间任务的通信与同步这一重要功能.实验结果表明,该系统实时性强、稳定性好,可得到满意的图像并行处理效果.

讨论了两种常用的低信噪比图像序列能量累加算法,一种是针对帧间运动速度较小的多帧累加;一种是针对帧间运动速度较大的形态膨胀累加,并给出了这两种算法的FPGA电路实现框图.实验结果表明,设计的电路结构简单、流程清晰、实时性强、外部器件少、可扩展、可移植,并在实际应用中取得了较好的效果.

对红外焦平面阵列CMOS读出电路中几种常见的噪声及其抑制技术进行了分析和讨论,重点研究了消除读出电路噪声的新方法--双复位法.该方法克服了以往相关双取样的缺点,没有增加电路功耗和硅集成电路的复杂程度,只要电容参数选择合理,理论上能完全消除KTC噪声,而且对1/f噪声也起到抑制作用.

在非故意掺杂的和掺Si的GaN薄膜上蒸镀Ti(24 nm)/Al(nm)薄膜,氮气环境下400～800℃范围内进行退火.实验结果表明,在非故意掺杂的样品上,随退火温度的升高,肖特基势垒高度下降,理想因子升高,表面状况逐渐变差,600℃退火形成较低接触电阻的欧姆接触,比接触电阻率为3.03×10-4Ω cm2,而载流子浓度为5.88×1018cm-3的掺Si的样品未退火就形成欧姆接触,比接触电阻可达到4.03×10-4Ω cm2.

介绍了一个自动X线头影图像测量分析系统.该系统主要包括病例信息管理、标志点自动提取、测量分析、人机交互4个功能模块.在提取标志点的过程中,本系统运用了多种图像处理方法,包括小波多尺度分析和Canny滤波技术,并采取基于知识的边缘跟踪技术提取出头影图像中软硬组织的特征边缘,然后使用有关人脸面部结构的解剖知识,识别出标志点.试验结果表明,本系统能很好地完成X线头影测量分析的功能.

为了探索承载鞍尺寸测量的新途径,以替代传统的手工测量方式,利用特征点检测、图像标定和测量技术,提出了一种非接触式测量系统,介绍了系统的工作原理,讨论了其中应用到的图像处理等关键技术,分析了测量误差产生的因素.实验表明,测量结果符合使用要求,测量速度较快,该测量方式是一种新颖有效的方法,并且为测量其他物体提供了新的思路.