基于坐标变换的动态光学成像性质研究

利用齐次线性坐标变换，将光学系统的高斯物像共轭理论用齐次坐标变换的方法来描述，并与动态光学理论中的作用矩阵相比较，阐述坐标变换方法与动态光学理论的关系。利用坐标变换方法推导一些重要的动态光学系统的成像性质，验证动态光学的一系列结论。通过本文的研究，证明坐标变换方法与动态光学理论的一致性，也明确在动态光学系统内坐标变换方法的应用。     

一种改进的图像快速去雾新方法

为提高雾霭天降质图像的清晰度和色彩保真度,基于暗原色先验提出了一种改进的图像快速去雾方法.针对原方法运算时间过长的问题,在保证去雾效果的前提下,利用快速双边滤波方法代替软件抠图修复透过率图,大幅度地降低了计算量和复杂度,处理时间仅为原方法的5％,满足了一般工程上的实时性要求.针对去雾处理后的图像亮度降低、颜色较实际场景偏暗的问题,提出了一种简单有效的图像对比度和亮度增强的方法,自适应地增强了图像的亮度,并对局部由于雾浓度过高而造成不清晰的区域,进行了对比度修正.结果表明,该方法能够快速有效地复原出雾天场景的对比度和真实色彩,在一定程度上保证了户外成像系统在恶劣天气下工作的稳定性和可靠性.     

激光主动成像系统探测距离的计算与仿真

为了准确计算主动成像系统的工作距离,利用激光照明模型,根据成像过程中影响系统成像质量的因素,建立了激光主动成像系统的信噪比模型。根据相机发现识别目标所需要的信噪比阈值,脉冲激光器I、CCD接收器的性能指标,大气消光系数等参数,推导出激光主动成像系统的工作距离公式。利用工作波长为0.532μm的脉冲Nd∶YAG激光器,CCD相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,进行了主动成像实验,并且完成了系统探测距离的计算与仿真。     

基于坐标变换的动态光学成象性质研究

本文利用齐次线性坐标变换,将光学系统的高斯物象共轭理论用齐次坐标变换的方法来描述,并与动态光学理论中的作用矩阵相比较,阐述了坐标变换方法与动态光学理论的关系;推导了一些重要的动态光学系统的成象性质,验证了动态光学的一系列结论.通过本文的研究,证明了坐标变换方法与动态光学理论的一致性,也明确了在动态光学系统内坐标变换方法的应用方法.     

激光主动成像系统同步控制板的设计与实现

激光主动成像系统是以激光为光源,对远、小、暗或者恶劣天气条件下的目标进行照明,利用CCD摄相机接收目标的回波信号最终成像,从而实现对目标的跟踪、探测和识别。为了克服主动成像系统的大气后向散射,提高成像质量,利用单片机和CPLD设计了距离选通同步控制板。利用同步控制板可产生精度为1 ns的选通控制脉冲,实现了激光器与摄相机的同步控制,以时间的先后分开不同距离上的后向散射和目标反射回的有用信号。仿真和实验结果证明:该控制板能确保目标的回波信号刚好在摄相机选通工作的时间内到达摄像机并成像。     

激光主动成像系统探测距离方程的研究

为了计算激光主动成像系统的探测距离,借助于激光照明模型,根据成像过程中影响系统成像质量的因素,推导了激光主动成像系统的探测距离方程.根据相机发现识别目标所需要的信噪比阈值,脉冲激光器、ICCD接收器的性能指标,大气消光系数等参数,估计了激光主动成像系统的最大探测距离.利用工作波长为0.532μm的固体激光器,Basler 201b相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,进行了主动成像实验,并对系统最大距离方程进行了仿真与验证.     

光电脉搏血氧仪的设计与实现

血氧饱和度作为供氧状态的一个重要指标,是医护人员对疾病进行预防、诊治的重要依据之一。针对当前脉搏血氧仪功耗大、稳定性差、成本与仪器精度不可兼得等缺陷,设计中给出了一种性价比高、低功耗、可进行无线传输的光电脉搏血氧仪设计方案。系统采用指夹式光电血氧探头对血氧信号进行采集,以STM32芯片为控制核心,对采集到的信号进行分析、处理与结果显示,实现了对血氧饱和度便携、实时、连续的检测。最终设计通过使用Fluke公司生产的Index2型血氧模拟仪进行多次测试,结果表明当血氧饱和度处于60%~80%时精度为2%,80%~99%时精度为1%,脉率检测误差为±1bpm,达到了医疗仪器的标准要求,使得本设计具有较好的使用价值。