复杂光照下QR码图像二值化算法研究及应用

在复杂光照条件下二维码扫码器采集到的图像容易出现整体高亮、阴影区域和局部高亮、阴影区域,使得图像分割阈值确定困难,研究了Sauvola算法中的窗口大小w值和修正因子k值对于QR码图像二值化的影响。针对全局二值化方法抗噪能力差和局部二值化方法处理速度慢的缺陷,提出了一种改进的QR码图像二值化方法,将Otsu和Sauvola算法相结合提升算法抗噪能力,并利用积分图算法提高算法运行效率。实验证明,该方法二值化效果优于经典的二值化方法,平均运行效率比原Sauvola算法提高17倍,提升了识别成功率。     

基于LED照明灯光的可见光室内停车场定位导航系统

室内停车场是静态交通的一个重要组成部分,由于缺乏有效的室内定位技术,目前存在着泊车导航以及反向寻车困难的问题。提出一种基于LED照明灯光的可见光室内停车场定位导航系统,实现了面向车辆的停车位引导和面向行人的反向寻车导航,具有定位速度快、定位精度高和"照明定位两用"的优势。实验结果及现场测试表明:该系统定位精度可达到7.5 cm,可支持车辆或行人在时速达17 km/h下的实时定位导航。     

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸类CD38抑制剂的合成及生物活性评价

分别以1,3,5-三苯甲酰基-α-D-核糖、3,5-二苯甲酰基-2-脱氧-2,2-二氟戊呋喃糖-1-酮和D-木糖为原料, 经由烟酰胺核苷及烟酰胺核苷酸中间体, 合成了系列糖环经氟原子取代的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)类CD38抑制剂. 基于对CD38的水解抑制能力的考察, 评价了所合成氟代NAD类似物的活性. 结果表明, 糖环上氟原子取代的数目和位置对抑制剂活性的影响十分明显, 烟酰胺核苷的端基构型对活性的影响较大. 2个化合物均显示出非常好的CD38抑制活性, 其中化合物2a的抑制活性高出阳性对照物阿糖型氟代烟酰胺腺嘌呤二核苷酸2个数量级.     

多功能鼠标光路的设计与分析

多功能无线光电鼠标运用2个图像摄影芯片,通过轨迹球滚动和鼠标座身移动两种方式实现光标移动。通过比较原始鼠标光路中2个图像摄影芯片能够接收到的最小光通量百分比,选择ADNS7530作为鼠标中唯一保留的图像摄影芯片。保持轨迹球光路不变,鼠标座光路中增加一个与轨迹球光路相同的LED光源。比较鼠标座的桌面反射光分别通过轨迹球反射、棱镜反射和平面镜反射后,最终到达图像摄影芯片的光通量百分比。确定并验证了鼠标座光路采用平面反射镜的设计方案,实现了无线空中操作鼠标轨迹球光路和鼠标座光路共用1个图像摄影芯片的目的。     

再生纤维素太赫兹光谱的实验与理论研究

采用低温溶解法制备了再生纤维素膜, 运用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪对所制薄膜进行形貌和晶型表征。在此基础上, 结合太赫兹时域光谱和傅里叶变换红外光谱技术, 测量了再生纤维素膜的太赫兹光谱。据此, 详细指认了再生纤维素在太赫兹波段的特征峰, 指出再生纤维素的太赫兹透过率随波数的减少而增大的现象是由其无定形部分所导致。通过比较再生纤维素和脱脂棉在100～700 cm-1的光谱特性, 发现两者具有相似的峰形,但再生纤维素在此波段的特征峰相对于脱脂棉特征峰发生了不同程度的蓝移。据此, 提出了鉴别纤维素Ⅱ和纤维素Ⅰ_β同质异晶体的一种新方法。重要的是, 还采用CASTEP对纤维素Ⅱ晶体进行结构优化及光谱的理论研究, 并对再生纤维素的太赫兹特征峰进行了系统的归属。理论计算结果表明,再生纤维素在42和54 cm-1处的太赫兹特征峰分别是由平移振动和转动的晶格振动模式引起, 而位于68～238 cm-1间的太赫兹特征峰则与—CH₂OH基团的扭绞振动以及C—H及O—H的变形振动相关。此外, 351～583 cm-1范围内的吸收峰与C—O—C及吡喃环的骨架振动相关, 而611和670 cm-1两处的吸收峰则主要源于O—H的面外弯曲振动。结果不仅揭示了再生纤维素的物质结构与太赫兹光谱间的联系, 也为理论上研究部分结晶的聚合物及生物有机大分子等的太赫兹响应的物理原理提供了参考。     

在线轨面伤损检测软件系统优化设计与实现

针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题，在保证检测精度的前提下，结合轨面图像特点及软件工程的思想，提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程，合理取舍步骤，实现算法到CPU的高效映射；编程技术优化使用多线程编程，通过并行运算充分利用处理器的多核优势；存储介质优化通过使用读写快、质量轻、能耗低、体积小的固态硬盘进行图像读写，有效地提升了硬件效率。实验结果表明，优化后平均每幅轨面图像检测耗时由17.94 ms降低到仅8.33 ms，速度提升了53.57%，在分辨率为1 mm的精度下换算成车速约为207 km/h，可以满足铁路轨面伤损在线检测需求。     

多级孔TiO2/ZSM-5催化剂的孔道效应对 亚甲基蓝催化降解性能影响

以廉价凹凸棒石为原料,通过调控介孔模板剂聚乙二醇(PEG-1000)用量用水热合成法制得多级孔ZSM-5分子筛,并用溶胶-凝胶法制备了TiO2/ZSM-5光催化剂.通过FT-IR、XRD、SEM和N2吸附-脱附对多级孔TiO2/ZSM-5光催化剂的官能团、晶体结构、形貌和孔道特征进行表征,并对典型的亚甲基蓝印染废水进行光催化实验,考察模板剂用量和TiO2负载量对光催化剂孔道效应和催化性能的影响.结果表明:ZSM-5分子筛作为载体,其介孔体积与介孔模板剂PEG用量成正比,调节PEG用量可定向控制载体的孔道结构;TiO2负载量在一定程度上影响光催化效率和载体孔体积.当PEG为0.16 g,TiO2负载量为10;时,多级孔TiO2/ZSM-5具有良好光催化活性,光照40 min光催化降解率可达90;.     

无透镜显微成像的重构算法研究

针对单幅图像进行了无透镜显微成像的重构算法研究，介绍了无透镜显微成像系统实验装置和ASM(angle spectrum method)、改编后的L-R(Lucy-Richardson)两种重构算法。对比两种算法重构后的USAF分辨率板图像的分辨率，利用瑞利判据得出ASM获得的振幅图分辨率最高(即3.10 μm)，且计算用时最少(即0.9 s)，证明了ASM为最佳的单幅无透镜显微重构算法。其次，利用无透镜显微成像系统结合ASM重构的方法，进行细胞成像实验。该无透镜成像视场为5×显微镜的4.4倍，且分辨率介于5×及10×光学显微镜之间，统计学优势明显，在生物医学领域具有广阔的应用前景。     

基于离焦图像复原的光学设备实时视频对焦方法

针对大口径光学设备使用过程中因传感器靶面离焦导致的图像模糊问题，从图像复原方法入手，推导光学设备的离焦点扩散函数和离焦传递函数，提出图像离焦程度判断方法，运用爬山法、逆滤波方法，寻找最佳离焦量值和方向，复原模糊图像为清晰图像，给出了大口径光学设备的实时视频对焦方法,并进行实验验证。结果表明该方法在外场光学设备的自动调焦中具有重要的推广应用价值。     

用光学方法研究玻璃微珠电流变液颗粒间的相互作用

运用一套适合研究颗粒间相互作用的双光镊系统,通过对颗粒聚集时间的测量,得出颗粒聚集时间和电场的平方成反比.这是第一次用电流变液颗粒在动态情况下直接验证电偶极子对间的相互作用.发展了一套使用高速CCD摄像机进行扩散波谱(DWS)测量的方法,首次实时测量具有颗粒结构的非各态历经体系的自相关函数,以研究电流变液机理,得到了玻璃微珠电流变液的结构响应时间和力的响应时间;测量了不同电场下体系相关函数的特征衰减时间随时间的变化.在不同电场下测量扩散系数可以反映出相互作用力与电场的平方成正比.