输出红光的电子俘获材料及其在图像存储和减法中的应用

研究了输出红光的电子俘材料的光学性质和物理机制。利用－２００μｍ厚的电子俘获薄膜在实验上证明了图像存储和图像减法的可能性。实验表明，这种材料对光存储和光学信息处理应用，具有很多有吸引力的优点，如：可擦除，可重写，高分辨，高速度，以及模拟和并行操作等。     

光学CT中的图像重建算法

从理论上研究了利用正向模型求解逆问题的迭代算法，特别是其中Ｊａｃｏｂｉ矩阵的有限元解法，引入了图像恢复了领域广泛采用的规则化方法用于处理逆问题中的奇异性问题；作为总结，最后给出了ＦＥＭ法求解光学ＣＴ问题的完整步骤。     

航空光电侦察图像质量影响因素分析

从航空光电侦察系统的实际需求,首先图像信息的角度研究图像质量优劣的定性和定量因素,提出一种基于相似特征区域提取的图像清晰度评价方法,使得图像清晰度的主观感受与客观评价相匹配。其次从成像系统的光学评价角度分析影响成像质量的光学传递函数、像差、透过率等因素及其相互关系,然后依据多波段长焦反射式光学系统进行试验结果验证。最后,结合工程实践提升成像质量的要求,指出光学成像系统研制中应重点关注的几个方面,并针对多波段长焦反射式光学系统,给出具体参数建议。     

InGaP光学微盘的显微荧光图像观测及分析

利用一套ＣＣＤ显微荧光图像观测和采集分析系统,分别在室 液氮温度下对半径为５μｍ发射波长０．６５μｍ的ＩｎＧａＰ半导体光学微盘的光图像进行了观测。     

不同转换方式对三角函数算子分割效果的影响

提出了一种新的图像分割算法－三角函数算子,它是一种基于光学干涉原理的快速图像分割方法,并分析了其硬件实现装置。在该算子的运用中需要将输入图像的强度信息转化为相应的相位信息。定义了不同的强度-相位转换方式,例如线性方式、对数函数方式、正切函数方式、反正切函数方式等。通过数值计算,研究了不同转化方式对三角函数算子分割效果的影响。结果显示,不同的转换方式及其参数,都直接影响该算子的分割效果和边缘类型分辨能力。分析表明,在对数S形函数方式下,不但能够检测阶梯状和脉冲状等类型的边缘,还能够检测出屋顶状边缘。     

大气湍流对遥感系统分辨力的影响

以平面波为例,分别针对较弱和较强的湍流模型,通过计算到达角起伏讨论了高空光学遥感系统由大气湍流引起的地面图像分辨力问题。结果表明,对于给定的遥感系统口径和高度,较强湍流引起的图像分辨力的1cm左右;而较强湍流引起的图像分辨力则可达10cm量级。对于自身的地面分辨力具有m的量级的传统光学遥感系统,上述影响并不明显。对于现代高辨力光学遥感系统,这种影响便不容忽略,特别是对较强的湍流,往往需要用自适应光学等方法加以补偿。     

不同生长时期果树多源图像的配准方法研究

为了实现苹果树冠层的三维重建,指导智能剪枝、疏花和采摘,构建了集成光学混合探测(PMD)摄像机和彩色摄像头的图像采集系统,研究了不同生长时期的多源图像配准方法。从相似度评价指标和PMD图像的像素可靠性两个方面来描述果树不同生长时期图像的不同特征。结合图像的特征信息,提出了应采用基于深度信息的多源传感器标定技术,实现果树从开花期到成熟期的图像配准;对休眠期到发芽期的果树图像应采用基于图像特征的多源图像配准算法。对自然场景下的成熟期、休眠期、开花期果树图像共90组进行图像特征分析和不同配准方法试验验证,成熟期和开花期的匹配率达到100%,休眠期的匹配率达到86.11%。     

不同转换方式对三角函数算子分割效果的影响

 提出了一种新的图像分割算法－三角函数算子,它是一种基于光学干涉原理的快速图像分割方法,并分析了其硬件实现装置。在该算子的运用中需要将输入图像的强度信息转化为相应的相位信息。定义了不同的强度-相位转换方式,例如线性方式、对数函数方式、正切函数方式、反正切函数方式等。通过数值计算,研究了不同转化方式对三角函数算子分割效果的影响。结果显示,不同的转换方式及其参数,都直接影响该算子的分割效果和边缘类型分辨能力。分析表明,在对数S形函数方式下,不但能够检测阶梯状和脉冲状等类型的边缘,还能够检测出屋顶状边缘。     

海洋光学浮标实时图像监测系统的设计与实现

设计了依托于海洋光学浮标平台的图像监测系统,可实时采集浮标点海面与水体的图像数据。采用新型的图像采集装置,解决了图像监测系统因浮标浮动而导致的图像失真问题,克服了在DOS系统下对USB设备存储介质读取的难题,运用两种无线网络的同时传输增大了实验室与浮标数据交换的可靠性,举例分析了图像监测系统所获得的实时数据,验证了其正确性。     

级联菲涅尔衍射光学图像安全系统

计算机模拟验证了系统用于光学图像加密和隐藏的可行性.理论分析揭示了本系统面向应用的三个性质：相位分布的台阶数可以作为系统设计的自由度;增加系统衍射级次可以提高秘密图像的解密质量,但此时系统受到波长微变的影响也较显著;轴向位移也会产生噪音信号,其衍射距离越长,解密质量越差.     

指纹及手指静脉图像复合采集光学系统设计

针对生物特征的多模识别技术,设计了一款用于指纹及手指静脉图像复合采集的光学系统。用于采集指纹和手指静脉图像的光学镜头分别由3片和12片球面透镜构成,工作波长分别为650 nm和850 nm,成像器件分别采用640 pixel×480 pixel CCD和640 pixel×512 pixel非制冷红外探测器。使用Zemax软件对该系统的光学结构进行了设计和优化。像质评价结果表明:指纹图像采集镜头在空间截止频率67 lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.6;手指静脉图像采集镜头在空间截止频率30 lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.8;两镜头各视场弥散斑均方根半径远小于成像器件像元尺寸,接近衍射极限,且成像畸变均小于0.5%。实验证明该系统采集到的图像质量优良,分辨率高。     

图像二维运动时的光学传递函数计算

随着空间科学技术的发展,空间遥感,侦察的能力日益提高,对光学成像系统的分辨率的要求也越来越高。但是这种高分辨率成像系统的成像质量要受到机械振动的影响。可用运动光学传递函数来评价存在机械振动的光学系统的成像特性,本文探讨了计算运动光学传递函数的一种新方法－统计矩法,研究了当光学系统所成的像在二维方向上存在的运动时的运动光学传递函数的解析与数值方法。该方法可以计算任何形式的图像运动导致的成像质量的下降,而且可以很方便地应用到一维运动的情况。     

三维多光谱数据压缩的新方法

提出了一种三维多光谱图像数据压缩的新方法，在对多光变图像数据进行了Ｋａｒｈｕｎｅｎ－Ｌｅｏｖｅ变换Ｋ－Ｌ变换后，再对变换后的多光谱图像数据进行静止图像方法压缩编码，消除谱和空间相关性。     

基于光学全息"指纹锁"的设计与仿真

本文提出了一种基于光学全息的“指纹锁”,将其放置在智能卡的IC芯片前面,用于对用户的个人识别号(PIN码)进行预先加密和认证,和智能卡原有的数字加密算法相结合,可进一步提高信息存储和提取的安全性.该指纹锁是以指纹图像和随机相位板为密钥,记录在光折变晶体材料内的一组角度复用加密全息图.这种光学加密全息图与传统的角度复用全息图不同,其参考光兼有指纹密钥的振幅调制和随机相位调制,具有私密性好、携带方便、安全性高等优点.     

扫频光学相干层析视网膜图像配准去噪算法

多帧叠加平均处理是去除扫频光学相干层析系统散斑噪声、获得较为清晰结构信息的有效方法,但眼睛的震颤、漂移、微眼跳等生理特性和系统光路特性会使图像之间存在错位,导致叠加效果不佳、结构稳定性差,为此本文提出一种基于灰度分布信息和目标几何信息相结合的配准算法。该方法根据图像平均灰度分布提取包含目标信息的感兴趣区域,通过相位相关算法和基于分段拟合的灰度投影算法的双重作用校正图像的平移变换;通过拟合视网膜上边界作为特征点迭代确定最佳旋转参数,并再次重新估计平移参数,实现图像的刚性配准;最后通过轴向扫描一对一映射法以能量函数为约束条件实现图像的非刚性配准。对活体兔眼进行实验,结果表明,本文算法配准后的叠加图像边界清晰,结构信息增强,信噪比和对比度平均有效提高一倍多。本算法适用于强噪声视网膜B-Scans图像的配准,能满足多种类型OCT系统的叠加成像需要,具有较高的鲁棒性和图像配准精度。     

利用Offner光学系统进行图像恢复和光学检测

设计了一种Offner光学系统,用于基于相位差异技术的图像恢复和光学系统波像差的辅助检测。该Offner光学系统采用同轴抛物面反射镜作为Offner反射镜,以高速CCD相机和Shack—Hartmann波前探测器作为接收元件,能完好地消除复色光源在图像恢复过程中带来的色差;设计的RMS波像差小于a／50（A=632．8nm）,结构简单,容易实现。利用该系统分别以分辨率板和光纤光源为目标进行了图像恢复实验,经过恢复后的图像分辨率提高了19％。此外,利用该系统,采用相位差异算法解算了系统波像差,并与Shack—Hartmann波前探测器的测量结果进行了比较。比较显示两者的RMS波像差测量值相差5％,证明该系统同样能够进行光学波前检测。     

基于公匙密匙分配体制的光学加密系统

针对光学变换加密系统的密匙安全管理和分发问题,提出了基于公匙密匙分配体制和光学变换的混合加密系统.首先利用光学加密系统对原始图像进行加密,然后对光学加密系统的工作密匙进行压缩,最后利用公匙密匙分配体制对压缩后的密匙进行分配和管理.解密时,接收方不需要等待,就可以预先利用公匙密匙分配体制获得解密密匙.理论分析和仿真实验表明,该方法不仅充分利用了光学变换加密系统具有多重密匙的特点,解决了密匙的安全分配和管理问题,而且突出了混合加密系统的速度优势.     

基于公匙密匙分配体制的光学加密系统

针对光学变换加密系统的密匙安全管理和分发问题,提出了基于公匙密匙分配体制和光学变换的混合加密系统.首先利用光学加密系统对原始图像进行加密,然后对光学加密系统的工作密匙进行压缩,最后利用公匙密匙分配体制对压缩后的密匙进行分配和管理.解密时,接收方不需要等待,就可以预先利用公匙密匙分配体制获得解密密匙.理论分析和仿真实验表明,该方法不仅充分利用了光学变换加密系统具有多重密匙的特点,解决了密匙的安全分配和管理问题,而且突出了混合加密系统的速度优势.     

利用空间坐标变换的三维测量系统

提出了一种新的三维面形测量合成方法，它可以用于大物体及具有复杂而形物体的多次测量，本文将空间坐标变换理论引入到三维面形测量中，并阐述了基于此物相转换方法及图像合成方法。测量结果表明，本方法可以基本消除传统方法中存在的问题，解决了三维测量中的一个瓶颈问题。     

彩色遥感图像去薄云新方法

提出一种基于改进型多尺度Retinex彩色图像的增强方法，以实现彩色遥感图像去薄云的新方法。采用改进型Retinex算法增强后的图像突出了黑暗区域的信息，但是云在遥感图像中出现在较亮区域时，一般来讲Retinex不能直接实现去云。如果将有云的遥感图像取补色，则原来亮的区域就变成了暗的区域。该文利用改进后的多尺度Retinex算法对这个区域实现增强，将黑暗的区域呈现出层次感，再将增强后的图像取补色，突出了原图像中亮区域的层次感，从而达到去除薄云的目的。实验结果表明:该方法去薄云效果良好。