为了提升太赫兹光谱分析的瞬时性和系统集成度，提出一种超表面光谱编码与计算重建相结合的太赫兹光谱测量方法。利用多种超表面结构的光谱编码器件对入射太赫兹波进行高随机光谱编码，并提出基于字典学习的稀疏恢复算法以实现光谱重建。理论计算和数值仿真表明，在4%噪声水平下，所提方法对乳糖透射光谱的重建误差小于3%，可为片上集成化太赫兹光谱仪的发展提供新途径。

针对微光环境下的光子计数集成成像系统,提出了一种基于复合光子计数模型和Lucy-Richardson算法的元素图像增强算法。首先,根据集成成像原理,用3DSMAX软件仿真合成孔径集成成像系统采集的目标元素图像,对其进行归一化后根据光子计数模型获得光子计数元素图像。然后,根据复合光子计数模型对元素图像进行处理,利用泊松分布的可加性提高元素图像的质量。最后,利用Lucy-Richardson算法迭代增强元素图像,并根据重构公式得到重构图像。实验结果表明,增强的元素图像峰值信噪比随算法迭代次数的增加而提高并逐渐趋于稳定,且用增强元素图像重构的图像效果优于传统的极大似然法。

针对集成成像技术视角窄的问题,提出了一种在集成成像计算重构中增大视角的方法。根据集成成像原理,利用相邻元素图像之间的相似性,对相邻元素图像单元进行配准、拼接,扩大每个微透镜对应的元素图像区域,以减少重构时所提取像素超过元素图像区域的情况发生,从而扩大了计算重构完整3D图像的视角。相比传统方法,本文方法在观看方向偏离光轴较大,超过传统视角一定范围时,元素图像也可以通过对应的微透镜进行正确合成,但由于计算重构时增加了相邻元素图像的配准、拼接过程,因此计算时间有所增加。

针对水下遥操作作业时目标深度定位及水下复杂环境成像困难的问题, 利用基于相机阵列的信息获取系统, 使用基于深度的集成成像三维重建算法及相邻像素灰度方差评价函数, 实现了一次处理可同时实现有遮挡情况下目标的深度估计及清晰成像。应用LabVIEW软件编程建立了CCD相机自动扫描阵列成像系统, 对存在遮挡物的水中目标场景进行成像及深度重建实验, 场景中位于不同深度的3个独立目标重建深度值与实际深度值的误差分别为0.21%、1.26%和1.34%。实验结果表明, 应用该方法仅需一次重建即可去除遮挡物, 并获得目标的深度值。