为构建适用于长时跟踪的重检测模块，受改进二阶段检测网络的GlobalTrack方法的启发，提出了一种高效的对特定模板目标进行端到端重检测的深度网络：首先，为了在大尺度图像上更高效地融合模板特征，通过构造交叉信息增强模块改进深度互相关方法，利用交叉通道注意力信息编码搜索特征和模板特征；此外，采用动态实例交互模块替代传统二阶段网络的RPN（region proposal network）和RCNN(region-based convolutional neural networks)结构，根据模板信息指导检测网络的分类和回归阶段，构建了端到端的稀疏重检测结构。在LaSOT和OxUva长时跟踪数据集上进行对比实验，本文方法相较于原始方法性能提升3%，实时帧率提升173%。实验结果表明，改进后的方法可以在全图范围内更准确、快速地重新检测模板目标。

药品安全与质量监管迫切需要在线、 快速、 低成本的成分检测技术。 近红外光谱技术在检测成本及速度方面具有显著优势, 基于近红外光谱的药品成分检测方法, 对于提高药品质量监管水平有着十分重要的研究意义和应用价值。 在实际应用中, 不同光谱仪器由于性能参数不同, 测量光谱存在一定差异, 很难实现定量校正模型共享。 因此, 研究不同光谱仪器之间模型传递对于提高分析效率十分重要。 针对头孢类药品成分检测的需要, 研究了头孢类药品中三种组分定量校正模型, 提出了一种基于马尔可夫链(MC)的转换集选择的不同仪器间定量校正模型传递方法。 采用两台不同厂家光谱仪器分别测量56份不同批次的头孢拉定颗粒样品, 针对样品的三种组分: 头孢拉定、 头孢氨苄和水分, 使用偏最小二乘法(PLS)建立定量校正模型。 通过构建概率矩阵, 选择合适的转换集, 提高模型转换效率及不同仪器得到光谱数据的建模预测精度。 实验结果表明, 利用该模型转移算法, 可利用少量转换集样本实现不同光谱仪器间定量校正模型转移, 模型转移前后, 定量校正模型对于三种主成分预测相对误差从9.67%, 52.14%和19.25%, 分别下降到到4.37%, 31.12%和11.67%。 利用该模型传递方法可以有效修正主从仪器光谱差异, 实现了不同仪器测量光谱及定量分析模型传递共享。 该研究的建模分析与模型传递方法也为药品成分与质量检测提供了技术支撑。

近红外无创血糖检测技术的精度目前仍达不到临床应用的需求, 主要的原因为: 一方面人体血糖信号微弱, 并且血液中一些组分的近红外吸收谱带与葡萄糖的吸收谱带存在重叠, 为了从光谱中解析葡萄糖浓度信息, 通常会采用如偏最小二乘(PLS)等多变量回归的方法。 另一方面, 在实际测量中, 必然会存在光源漂移、 测量条件变化等背景干扰, 这些背景干扰对测量造成的影响往往大于血糖浓度变化引起的光谱响应, 因此在建立血糖预测模型之前必须对这些背景干扰进行有效地控制与消除, 否则使用多变量回归方法所建立的血糖预测模型中很可能存在伪相关。 因此为了更好地实现无创血糖检测, 测量系统本身必须具备很高的血糖检测能力, 并且在控制测量条件尽可能稳定的前提下, 采用合适的数据处理方法去除绝大部分的背景干扰。 为此, 对自行研发的无创血糖检测系统的血糖检测能力进行了评估, 证明了本系统能够达到较高的测量精度; 对三名健康的受试者开展了口服糖耐量试验(OGTT)以及口服水耐量试验(OWTT), 对比了本系统在两个不同光源-探测器距离下测得的OGTT与OWTT的光谱数据, 发现在两个光源-探测器距离下OGTT吸光度变化量的方差值都大于OWTT, 但由于受到背景干扰的影响, 三名受试者的吸光度变化量的方差值随波长的分布特点存在较大的差异; 对两个光源-探测器距离下的光谱数据进行差分处理, 对比分析OGTT与OWTT的差分光谱数据, 结果表明OGTT差分吸光度变化量的方差值远大于OWTT, 且三名受试者的差分吸光度变化量的方差值随波长分布特性与葡萄糖溶液的吸收特性基本一致, 证明使用自行研发的无创血糖检测系统配合差分处理方法, 能够有效去除背景干扰, 提取血糖浓度信息。

植物油分类鉴别方法研究在食品安全与质量监管中具有重要的研究意义及应用价值。 近红外光谱方法可实现复杂成分定性与定量分析, 具有无损、 快速的优势, 在植物油鉴别分类方面应用广泛。 研究了基于二维相关近红外光谱的植物油分类鉴别方法: 利用傅里叶变换近红外光谱仪采集不同种类植物油的动态光谱, 对其进行二维相关分析, 得到二维相关同步谱, 同步谱的主对角元素即其自相关谱, 利用主成分分析提取自相关谱的主成分, 最后基于欧氏距离实现植物油种类鉴别。 利用二维同步谱的自相关谱主成分之间的欧氏距离实现常见植物油分类判别, 提高了分类准确性和算法效率。 二维相关分析以正己烷浓度为扰动因素, 采集不同浓度扰动下植物油动态光谱, 选择不同种类植物油近红外吸收光谱差异最大的6 001~6 063 cm^-1波长范围计算植物油样本的二维相关谱。 二维相关分析的计算过程相对于原始谱而言, 其实质就是提取不同品种的植物油随扰动因素变化的特征信息。 而这些特征信息体现在大量的数据点中(二维相关同步谱矩阵), 因此需要进一步降低变量维度。 二维同步谱的对角线元素, 即其自相关谱, 代表了不同波长处光谱强度随扰动因素变化的程度, 这里用自相关谱来代替二维同步谱, 大大减少了变量数量。 为了进一步降低数据维度, 对各种类植物油的自相关谱进行主成分分析, 将自相关谱主成分作为分类模型参数。 通过计算各种类植物油自相关谱主成分之间的欧式距离, 在择近原则基础上实现不同种类植物油鉴别。 实验结果表明, 二维相关近红外光谱与其特征提取方法相结合可以提高植物油分类准确度, 基于自相关谱主成分之间欧式距离的分类方法也为食用油鉴别应用以及自动化处理提供了有效手段。

人体红外辐射及温度特性与呼吸等生理活动密切相关。针对远程监测需要，提出了一种基于面部红外图像分析的在体呼吸监测方法。为了提高红外热成像中鼻孔区域识别及跟踪精度，研究了基于Harris角点法的提取方法，及基于光流场方法的特征跟踪识别方法；分析对比了不同环境中在体呼吸信号时频特征及统计参数。实验结果表明，本文提出的方法可以准确监测在体呼吸信号，分析呼吸模式变化，为红外热成像方法在临床医学的应用提供了参考。

采用商用ANSYS14.5软件, 依据复合梁增层力学模型, 采用逐道逐层累积模型模拟了C/C复合材料表面等离子喷涂ZrC基涂层沉积残余应力的特征, 分析了SiC过渡层、第二相(SiC, MoSi₂)和涂层厚度对ZrC基涂层残余应力的影响, 并进行了实验验证。结果表明, SiC过渡层有效缓解了涂层与基体的热失配应力。涂层体系的应力随着涂层厚度的增加逐渐减小, 符合应力松弛和叠加规律。在涂层内部的径向应力以拉应力为主, 基体中主要为压应力, 且在界面边缘存在压应力集中的极限区域, 易使涂层产生裂纹并沿界面扩展。该模拟采用逐道逐层累积的方法更逼近实际喷涂过程, 能更准确预测涂层的残余应力。