为了精确地测试空间光学相机入轨之前在乃奎斯特频率处的调制传递函数, 开展了整机在乃奎斯特频率处的传递函数测试实验。给出了相机在乃奎斯特频率处的调制传递函数测试链路图; 推导了乃奎斯特频率的方波靶标在整个链路中的传递过程和终端靶标图像的精确对比度函数模型; 计算了终端靶标图像的对比度与相机在乃奎斯特频率处的调制传递函数转换关系和理论误差形式。最后, 在真空环境下测试了相机在乃奎斯特频率下的调制传递函数, 并依据本文推导的结论对结果进行了修正。实验结果表明: 某空间光学相机在实验室条件下测得的乃奎斯特频率处的调制传递函数为0.213, 经折算时间延迟积分CCD(TDICCD)及处理电路的调制传递函数为0.602, TDICCD外围处理电路的调制传递函数等效衰减系数为0.946,与理论值接近。测试结果表明提出的方法基本准确, 能够满足空间光学相机地面研制阶段对调制传递函数测试的要求。

介绍了目前国际上已发射及正在论证的大型空间望远镜的稳像控制系统，主要包括自由飞行模式的HUBBLE、JWST、ATLAST-8m和ATLAST-9.2m，载体搭载模式的SOFIA和OPTIIX。详细论述了这些空间望远镜稳像系统的组成、工作原理、主要元件、性能指标和控制算法，并对基于磁悬浮技术的无扰动载荷设计概念和机械臂直接驱动空间相机的设计思想进行了介绍。分析表明，基于机械臂和磁悬浮技术的精密稳像及主动振动抑制系统是未来的发展趋势。

为了同时改善遥感图像的空间分辨率和光谱分辨率, 提高遥感图像信息量, 提出了一种基于非下采样轮廓波变换的全色图像与多光谱图像的融合方法。首先, 对多光谱图像进行HIS变换, 获取其亮度分量; 分别对多光谱图像的亮度分量和全色图像进行非下采样轮廓波变换, 获取其高低频系数; 采用脉冲耦合神经网络算法和加权融合对高低频系数进行选取; 最后, 经过逆HIS变换和逆非下采样轮廓波变换获得最终融合后图像。实验结果表明, 本文融合方法处理后遥感图像的光谱失真少, 信息量和清晰度都优于其他传统遥感图像融合方法。

以视频压缩标准H.264联合开发模型(JM)中的运动估计算法UMHexagonS为基础, 提出了一个新的快速整像素运动估计算法来改进压缩编码性能。在起始搜索点预测部分, 提出了新的预测运动矢量(MV)检测顺序, 以提高起始搜索点的准确度; 在全局搜索部分提出了自适应全局搜索方法, 根据准确度最高的两个预测MV之间的关系, 适当跳过非对称十字型模板搜索和非均匀多重六边形模板搜索, 并通过对不同序列的测试, 验证了判断准则的可行性与准确性。根据实际序列中最佳MV相对起始点的分布, 提出了改进5×5搜索。另外, 增加了针对子宏块的提前终止策略, 在不增加额外运算量的前提下, 进一步减少了运动估计开销。实验结果表明, 相对UMHexagonS算法, 提出的改进算法使搜索点总数平均减小了83.80%, 信噪比平均下降了0.021 dB, 或输出码率等效增加了0.46%。该算法有效降低了运动估计的运算量, 而只带来了很小的编码性能下降, 且对不同运动强度的视频序列具有均匀的算法效果。

针对TDICCD成像系统在研制过程中对地面检测的各种需求, 设计了一套地面检测设备, 按照功能划分为供电仿真系统、测控仿真系统、485总线监视系统、图像数据采集系统等。设计出的地面检测设备已经成功配合完成了某遥感相机的研制, 并交付使用。实验证明该系统工作稳定, 灵活可靠, 满足了TDICCD成像系统检测的要求。

为了解决在CCD与地面实时压缩系统对接时造成的时间和物力的浪费，提高地面实时压缩系统测试效率，文章设计了一种图像压缩模拟源系统，可以模拟CCD相机输出，来代替CCD相机与地面实时压缩系统进行对接。该系统采用FPGA 实现模拟源的时序与逻辑控制, 利用内部逻辑生成自校图像，或通过USB2.0总线接口与PC机进行数据通信，将模拟源图像通过缓存SDRAM下载到FLASH中。采用同步串行LVDS接口,高速Gbps接口和Camera Link接口，实现数据与压缩存储单元的高速传输。实验表明，该图像压缩模拟源从USB接口下载速度达40 Mbyte/s，在与以上3种接口传输数据时，无误码和数据丢失，该系统稳定可靠。

在实施大面积航空摄影时，常需要单航线飞行获取较大的地面收容宽度以提高效率，但单台航空相机的地面收容宽度是有限的。基于某项目的研制，为实现单航线摄影地面收容宽度不小于5.2H(H为摄影高度)的指标，提出了采用多台短焦距相机组合使用的方式增加单航线摄影地面收容宽度。论述了采用双并列、三并列、四并列实现地面收容宽度指标的计算方法，通过计算前向像移速度差选择最优方案。该方法已在自然灾害监视及灾后重建普查方面得到广泛应用，文中论述的方法对推扫式航空相机、短焦距面阵CCD及胶片相机都是适用的。

为使空间相机获得清晰准确的地面目标图像，相机需要依据结构变化对焦面位置进行调整。如果空间相机可以在轨快速对目标景物连续调焦，通过地面下传图像准确判断出最优焦面位置，将会极大提高空间相机的工作质量和效率。为验证连续调焦方法的可行性，提出了一种地面仿真测试方法。采用动态目标发生器和平行光管模拟相机在轨对地面目标成像。应用计算机系统作为目标发生器远程控制、数据处理、信息发送和接收设备，空间相机实时接收飞行器模拟设备发送的命令和工程参数，完成模拟在轨连续调焦。试验结果表明，所设计的系统能够依据图像判断最优焦面位置，满足设计和测试要求。

以红外和可见光图像为研究对象，提出了一种基于颜色传递技术的快速彩色图像融合算法。该算法直接用灰度融合图像和源多波段图像的差异信号构成源YCBCR分量，然后在YCBCR空间运用统计颜色传递技术形成一幅具有与目标图像相似色彩效果的彩色融合图像。算法中利用像素平均融合法和多分辨率融合法作为灰度融合方法，形成两种不同的融合策略以分别满足高实时性和高融合质量的需求。实验结果表明，提出的彩色图像融合算法能够有效地生成一幅具有自然日光色彩效果的融合图像，算法中即使采用像素平均法进行灰度融合同样可以获得令人满意的融合效果。