为了提高星上TDICCD相机成像系统的有效寿命，降低系统在轨运行状态变化后对成像质量的影响，提高星上系统可靠性，设计了星上实时辐射校正系统；通过旋转焦平面，完成星上实时辐射校正与处理，获得多片TDICCD通道间和像元间校正参数，提高相机成像系统的空间适应性和非均匀性指标。在FPGA内部完成校正参数实时存储与处理，并对参数的可靠性、稳定性进行优化。该方法能够实现相机在轨状态下的相机非均匀性校正参数的实时获取。测试结果表明：系统通道内的像元非均匀性能够提高到2.01%，能够实现星上实时辐射校正的功能，获得良好效果。

针对搭载平台颤振对遥感相机成像的影响, 利用辅助高速面阵CCD相机拍摄高帧频图像序列, 通过像元合并来补偿曝光时间不足, 增加图像的亮度、对比度和信噪比, 同时结合一种区域选择算法来选择用于计算的图像区域, 最后使用灰度投影算法对振动位移量进行估计。实验数据表明, 提出的改进算法误差为一个像元, 在准确性和稳定性方面均明显优于原始算法。

为了测量空中目标的红外辐射特性，设计了一套1 m口径红外测量系统的辐射定标装置。给出了红外测量系统辐射定标的数学模型，以腔型黑体和平行光管组合作为标准辐射源，建立了1 m口径红外测量系统的辐射定标系统。考虑该红外测量系统的光谱响应具有选择性，若采用传统辐射定标方法易产生原理误差，故提出了一种基于光栅单色仪和标准辐射计的相对光谱标定方法。给出了该标定方法的数学模型并进行了相对光谱标定。最后，在外场以黑体作为模拟目标进行了辐射特性测量实验。结果表明，应用本文提出的辐射定标方法，1 m口径红外测量系统的辐射特性测量误差最大值为9.5%，比传统方法平均减少了约8.7%，可满足实际项目指标要求，非常适合外场辐射定标的应用。

针对星上图像整合电路工作频率过高而造成的成像系统工作不稳定的问题, 讨论了相机结构的改进, 提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)平台实现星上时间延迟积分CCD(TDICCD)遥感图像实时合成压缩的方法。介绍了星上多通道遥感图像实时合成压缩的原理。针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点, 使用改进的JPEG-LS压缩算法; 通过自适应量化动态地控制码率, 在FPGA硬件平台上实现了图像数据的实时合成压缩。试验验证结果表明, 在无损压缩和2倍压缩时, 系统主时钟从原来的100 MHz分别降低为80 MHz和64 MHz, 整合电路的工作稳定, 恢复图像的峰值信噪比(PSNR)满足大于80 dB的要求。提出算法的存储量小, 处理每行的平均时间为57.5 μs, 小于相机的最小行周期63 μs, 满足实时性要求。本文系统可靠性高, 算法稳定, 实现了星上多通道时间延迟积分CCD相机内部的实时合成压缩。

为了研究纳米晶ZrO2-Al2O3∶Dy3+的晶相变化、发光特性及ZrO2-Al2O3与Dy3+之间是否有能量传递，采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Dy3+复合粉体。用X射线衍射图对粉体进行表征。随着煅烧温度的增加，粉末的晶相发生变化。通过对粉体晶相的分析可知，ZrO2和Al2O3在1100℃至1200℃时固溶，在1300℃时有一小部分固溶。用353nm的波长激发基质，从发射光谱中看到Dy3+丰富的发射能级，其发射光谱的主发射峰在483nm和583nm处，以483nm为激发波长得到激发光谱。结果表明，由于激发光谱中包含了来自于对基质的吸收，基质ZrO2-Al2O3和Dy3+之间存在能量传递。

为了研究光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+后对其非线性系数的影响,采用全矢量等效折射率模型的方法,通过对空气孔半径r、空气孔间距Λ、等效纤芯的折射率n和空气填充率f等结构参量的调节,对非线性系数随这些参量的变化进行了数值计算和讨论,得到了结构参量对非线性的影响及其变化规律。结果表明,在光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+,可以提高光子晶体光纤的非线性;通过调节结构参量,可以灵活地调整掺铒光子晶体光纤的非线性,从而能够得到更具实用价值的光子晶体光纤。

在嵌入式视频图像处理系统中，图像增强后的效果和图像增强的实时性是决定算法优劣的两个关键问题,而恰当的图像增强算法和高效硬件平台的合理搭建是解决问题的有效途径。本文在研究多种实时图像增强算法基础上，在Matlab平台上对3种典型的增强算法即直方图均衡增强算法、基于照度-反射模型的同态滤波增强算法、基于小波变换增强算法进行了算法仿真，并对仿真结果进行分析。通过比较各算法的优缺点，指出了其最佳的应用场景和最高效的硬件实现平台。最后指出，几种算法相结合，取长补短是图像增强算法的发展趋势。

目标跟踪过程中出现的遮挡问题一直是目标跟踪中的难点。如何有效处理遮挡，尤其是严重遮挡和全部遮挡是评价目标跟踪算法鲁棒性的关键指标。本文对国内外现有的遮挡情况下的目标跟踪算法进行了总结和分类，分别介绍了基于中心加权、子块匹配、轨迹预测、贝叶斯理论的多种遮挡目标跟踪算法，特别描述了综合多种算法优势的多算法融合跟踪算法。阐述了各种算法的基本思想及其遮挡处理功能，分析了各种算法的优缺点，并指出了它们的适用场合。文章最后提出了遮挡情况下目标跟踪算法存在的问题，特别指出将多传感器融合技术用于有遮挡的目标跟踪是该项技术的发展方向之一。

人脸识别技术是模式识别和机器视觉领域的一个重要研究方向，基于子空间分析的特征提取方法是人脸识别中特征提取的主流方法之一。本文对目前应用较多的子空间分析方法进行了研究，具体介绍了线性子空间分析方法：主成分分析(PCA)、线性鉴别分析(LDA)、独立主成分分析(ICA)、快速主成分分析(FastICA)，和非线性子空间分析方法：基于核的PCA (KPCA)的基本思想以及这些方法在人脸识别中的研究进展和一些新的研究成果。此外，还应用orl及Yale B人脸库对几个基础的子空间方法进行了验证实验。实验结果表明，在几个子空间分析方法中，FastICA算法取得了最高的识别率。最后,结合实验结果对各算法的优缺点进行了分析总结。

从简谐光波满足的亥姆霍兹方程出发,将由格林定理得到的介质分界面上的积分方程转化为以表面上的光波及其导数为未知量的线性方程组,并对其进行数值求解,实现了光场的数值计算。然后将这一方法应用于亚波长尺度的小孔衍射的光波以及自仿射分形表面产生的随机光场及其在近场区域范围内的传播的计算。在随机表面产生的光场计算中,提出了类比推导夫琅禾费面上散斑场自相关函数的方法产生随机表面,以及计算其导数的傅里叶变换方法。对光场的计算结果表明,在近场范围内,光场随离开表面的距离的增加而迅速变化,其传播特性完全不同于光场在远场范围内的传播特性。