陶瓷瓦表面缺陷的自动检测是该产业升级中亟待解决的问题。陶瓷瓦表面为立体的形态结构且存在大量的花纹,这将导致陶瓷瓦表面光照不均匀,会对缺陷自动检测造成许多干扰。为此,本文提出基于多尺度Hessian矩阵滤波的陶瓷瓦表面裂纹检测算法。首先使用带通滤波抑制陶瓷瓦图像背景及噪声并突出陶瓷瓦裂纹特征;然后,利用多尺度Hessian矩阵的特征值构建陶瓷瓦裂纹相似性函数,实现陶瓷瓦裂纹特征增强;最后,采用二值化和形态学处理的方式,提取裂纹的参数信息。通过实验表明,该算法可以有效去除复杂背景的干扰,提取出完整的陶瓷瓦表面裂纹,且运算效率较高,准确率高达95%。

针对具有复杂背景的陶瓷瓦表面裂纹检测困难的问题,提出了一种基于主成分分析的陶瓷瓦表面裂纹检测算法。首先,将陶瓷瓦彩色图像转换为红色通道图像进行预处理;然后,采用主成分分析的方法重构陶瓷瓦图像,将预处理图像与重构图像进行差分处理,得到具有裂纹信息的图像;最后,采用二值化和形态学处理,提取裂纹的参数信息。实验表明,该算法可以检测出具有立体形态结构和复杂背景干扰的陶瓷瓦裂纹,相比其他算法检测速度快,准确率高达96%。

针对具有复杂背景干扰和立体结构的陶瓷瓦表面裂纹缺陷,提出基于滑动滤波和自动区域生长的方法对陶瓷瓦表面裂纹进行提取。首先对采集图像进行预处理,并将图像分割为瓦头和纹理两个区域;然后用自定义滑动滤波法对瓦头区域的裂纹缺陷进行检测,用自动区域生长方法检测纹理区域的裂纹;最后用形态学运算去除杂散干扰点,提取裂纹的特征参数。实验结果表明,本文方法可有效去除复杂背景干扰,能提取出立体结构的陶瓷瓦表面裂纹。

为了实现夜间路面物体的准确定位,提出了一种基于阴影的夜间物体单目定位技术。该技术基于张正友的平面标定方法,并采用数字图像处理技术实现了在夜间物体的准确定位。通过图像增强、大津阈值分割、形态学处理等技术提取出阴影,并利用世界坐标系与相机坐标系的关系计算出物体离相机的距离。给出了基于阴影的夜间物体单目定位技术的理论模型、基本步骤,并进行了相应的实验研究。实验结果表明:该方法能有效地实现夜间物体的定位,其中物体定位的平均误差为0.75%。相对于通常所用的双目定位方法,该方法简单易行,运算速度更快,可以推广到汽车夜间自动驾驶、机器人夜间行走等方面。

相干合束是获得高功率、高光束质量激光的一种重要方法.为了分析光纤激光合束的特点,通过对相干合束不同传输距离光强分布特点的模拟对比,研究了光纤激光阵列结构、相位随机抖动、光纤间距、传输距离等因素对相干合成的影响,分析了相干合成时桶中功率随传输距离的变化.结果表明,相干合成时,不同光纤激光阵列结构在传输距离较近位置光强分布差别很大;随着传输距离增加,光强分布基本都接近高斯分布;轴上点光强分布极大值个数和阵列结构环数紧密联系;各光束之间的随机相位差越小,相干合成效果越好.这些结果对光纤激光相干和束的实验研究有一定的参考价值.

太赫兹的大气传输特性对太赫兹的空间应用非常重要。对太赫兹波 在Kolmogorov湍流大气中的水平传输特性展开了研究。分析了太赫兹平面波在湍流大气中 传输时其闪烁指数、饱和距离等参数随频率、空间传输距离和湍流强弱程度等因素的变化。 以高斯波束为例，研究了太赫兹波束在湍流大气中传输时闪烁指数、束宽等参数随传输距 离等物理量的演化规律。研究结果表明，在太赫兹波段，频率越高，闪烁指数越大，饱和 距离就越小。总体上看，太赫兹波在大气中传输时受大气湍流的影响程度介于光波和微波 之间；对于太赫兹大气通信和成像等短程应用，太赫兹波在湍流大气中传输时一般都处于 弱起伏状态；但对于太赫兹雷达和遥感等应用，由于传输距离较远，可能会出现强起伏。

太赫兹波的大气传输特性对于太赫兹的空间应用有重要意义。采用随机相位屏法研究了太赫兹波在湍流大气中的水平传输特性。在忽略大气对太赫兹波的吸收与散射、仅考虑大气折射率随机起伏的前提下，通过改变传输距离等参数，对太赫兹波经过湍流大气传输后接收面上的平均光强分布和闪烁指数等进行了研究。作为对比，在同等大气湍流条件下，对可见光波也进行了相应的数值模拟与分析。研究结果表明，同等条件下，太赫兹波受大气湍流的影响明显小于可见光波；大气湍流对太赫兹波的短程应用影响较小。

空间啁啾效应是超短脉冲中的一种常见的时空耦合效应。对一阶空间啁啾高斯脉冲光束的聚焦特性进行了较为系统的研究，推导出了经透镜聚焦后光束的解析表达式。在不考虑透镜色差的理想情况下，解析推导出了聚焦后的脉宽、束宽以及振幅耦合系数的解析表达式。数值模拟了聚焦前后的光强分布，分析了考虑透镜色差时光束的脉宽、束宽以及振幅耦合系数随透镜后传输距离的变化，并与理想情况下的结果进行了对比。研究结果表明，不考虑透镜色差时，一阶空间啁啾高斯脉冲光束经过透镜聚焦后仍然是一阶空间啁啾高斯脉冲光束；透镜色差对一阶空间啁啾高斯脉冲光束聚焦后的束宽和振幅耦合程度没有影响，但会导致聚焦后光束的脉宽加宽。

提出了一种利用图像处理技术来对杂粮成分进行智能识别的方法。该方法一方面充分利用不同种类粮食的颜色、大小等特征的差异对杂粮各成分实现了定性识别;另一方面还利用面积法对杂粮各成分的含量进行了定量计算。实验结果表明:该方法的计算结果与实测结果较为吻合,平均误差小于7%。

提出了一种利用振幅关联函数来分析超短脉冲中时空耦合效应的方法。定义了振幅关联度和关联带宽来衡量时空耦合的严重程度。给出了不同空间啁啾程度的脉冲光束的时空分布图。采用振幅关联函数研究了超短脉冲中的一些振幅耦合效应，如由角色散元件引起的一阶空间啁啾和角色散效应以及由衍射引起的二阶空间啁啾效应，并给出了相应的振幅关联度的解析表达式。结果表明，由于宽带激光脉冲的衍射和折射与频率密切相关，导致其振幅关联度下降并出现时空耦合。具体地，角色散引起的空间啁啾将会随着传输距离的增大而减弱直至趋于一定值。另外，由自由空间衍射引起的二阶空间啁啾效应也会随着传输距离的增大而减弱。最后，由角色散元件引起的角色散效应并不会随着传输距离的变化而变化。