针对目前图像去雾方法中存在的输出图像色彩偏暗、场景信息丢失以及去雾不彻底等问题, 提出了一种基于注意力机制的端到端图像去雾方法。首先将通道注意力机制嵌入到Inception网络中, 并由融合后的网络进行浅层特征提取; 然后通过多尺度卷积和残差密集连接块学习深层图像信息, 同时以跳跃连接的方式实现深浅特征融合; 最后经过单一卷积层回归到像素比例系数矩阵, 依据改进后的大气散射模型生成无雾图像; 网络模型在均方差(MSE)的基础上设计了保真度损失函数作为约束。在RESIDE雾天数据集上的实验结果显示, 提出的方法的峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)、学习感知图像块相似度(LPIPS)和CIEDE2000分别达到32.545,0.970, 0.026和2.711, 表现出良好的效果, 输出图像去雾彻底, 色彩保真度高, 并有效避免了已有方法中的细节信息丢失问题。

为解决图像去雾后颜色偏暗以及去雾不彻底等问题, 本文提出了一种基于多尺度融合卷积神经网络的图像去雾算法。以有雾图像为输入, 首先经过预处理模块由单尺度卷积层提取有雾图像浅层信息, 然后设计多尺度映射模块实现深度特征学习以及深、浅层特征融合, 由反卷积模块还原图像尺寸, 通过卷积操作得到有雾图像对应的粗透射率图。采用双边滤波法优化输出细透射率图, 最后依据大气散射模型复原出无雾图像。实验结果表明: 本文方法在合成有雾图像和自然有雾图像上均优于其他算法, 其中合成有雾图像上的峰值信噪比(PSNR)、结构相似性(SSIM)能分别达到29.238、0.950。本文所提算法可以有效地避免去雾图像颜色偏暗、失真等不足, 提高了图像去雾性能并体现出良好的视觉效果。

针对传统新息χ2检测法不能准确判断故障持续时间而造成的误警、漏警等问题，提出了一种基于层次滤波器结构的故障检测与系统重构新方法: 利用新息检测法对各主、子滤波器进行故障检测，通过比较各滤波器检测结果识别出故障卫星号，将不包含故障星的子滤波器结果反馈到主滤波器及其他子滤波器，并代替其滤波结果对系统进行重构，进而辅助新息χ2检测法进行故障检测。试验结果表明，在单星故障条件下，相比于传统新息χ2检测法，新方法减弱了新息χ2检测法的跟踪作用，实现了对故障星及故障时间的准确判定，提高了组合导航系统的完好性监测能力。

为了实时监测图像质量, 建立了像素小波系数的二元空间依存关系模型, 并利用该模型实现了图像质量的无参考评价。首先, 将RGB图像映射到HSV空间; 对图像进行小波分解, 并建立小波系数的二元空间依存关系模型, 即以广义高斯分布来拟合小波系数的二元联合分布。然后, 分析二元空间依存关系与图像质量的相关性, 建立了无参考图像质量评价指标。最后, 对图像质量评价指标进行了测试及对比研究。基于TID2013、LIVE及CSIQ数据库完成了测试, 结果表明: 基于空间依存的无参考图像质量评价指标可以对图像的失真程度进行准确分级, 分级准确率达到96%以上; 采用基于空间依存的无参考图像质量评价方法可以实现对图像质量失真度的准确分级。

为了提高内镜超声成像质量, 本文提出一种基于高精度数字波束合成的内镜超声相控阵成像方案。在传统数字波束合成方法基础上, 利用高采样率ADC 设计了新的数字波束合成器, 与传统数字波束合成方法相比, 新方法的延时精度由8 ns 提高到1.4 ns。利用数字波束合成技术, 实现各通道回波信号的高精度逐点动态聚焦合成; 利用数字正交解调技术, 实现数字波束合成信号包络幅值的提取。对水槽中铁丝进行相控扫描成像实验, 实验结果表明使用数字波束合成能够显著抑制旁瓣, 横向分辨力提高25%, 信噪比提高3.7 dB。

利用孔径大小为2.32 mm的16阵元换能器，搭建了一套16通道的内镜超声相控阵成像实验系统。在此基础上提出了一种适用于内镜成像的相控阵成像算法(PAI)，该算法利用延时和叠加算法(DAS)取得扫描线数据，再利用合成孔径技术中的相干样点叠加，得到高分辨率图像。该相控阵成像算法实现了发射和接收的动态聚焦。经FieldII仿真和内镜探头超声成像实验验证，与延时和叠加算法以及动态接收聚焦算法（DRF）相比，图像的理论横向分辨率分别提高了93.68%和17.5%，实验获得的实际横向分辨率分别提高了92.78%和14.69%，验证了相控阵成像算法和实验系统的可行性。

基于多幅图像融合的合成孔径技术在发射和接收过程中均能够实现动态聚焦，所以具有较高的图像分辨率。但是，基于多幅图像融合的合成孔径技术对系统的数据处理、传输、存储能力等有很高的要求，因此难以应用于实际系统中。针对该问题，提出了快速合成孔径技术。该技术利用定点聚焦法取得扫描线数据，再结合基于多幅图像融合的合成孔径技术中的相干样点叠加方法，从而得到高分辨率图像。提出的快速合成孔径技术实现了发射和接收的动态聚焦，并且在一定范围内使分辨率与成像范围无关。利用软件FieldⅡ进行仿真分析，通过与最小方差(MV)法以及基于多幅图像融合的合成孔径技术的比较，验证了快速合成孔径技术的可行性。

在分析夜间自然辐射、目标和背景自身的辐射以及反射光谱特性的基础上,结合微光CCD摄像机的光电阴极响应谱线,提出光谱分割的设想,并据此设计单通道双谱微光夜视系统方案.依据光谱匹配及滤光技术的原理,提出光学薄膜设计及制作要求.对实际制作滤光膜的分谱特性进行了实验研究.结果表明:滤光薄膜的分谱效果对于单通道双谱微光系统提高目标识别概率是有效的.

在分析微光夜视系统视距理论的基础上,论证了用脉冲红外激光阵列助视提高微光夜视系统视距的可行性.针对激光助视易于暴露的缺陷,提出了微光夜视伪随机瞬态激光增强技术.系统研究了伪随机编码理论,并硬件实现了瞬态激光伪随机编码调制及同步图像捕捉控制电路.建立了脉冲红外激光助视微光夜视系统,进行了多次室内、野外试验及试验结果观测评估,取得了较好效果.

利用变分法详尽地研究了X-波段盘荷波导中栏片圆弧对频率和尾场的影响,比较了不同栏片形状下加速模和横向模的频率与尾场。研究表明栏片形状对频率的影响较小,但对尾场的影响较大.在圆弧栏片和直边栏片两种情形下,最危险EH16模的尾场相差超过15％,因此栏片圆弧的作用是不能忽略的。