针对多帧短曝光图像叠加，提出一种融合成像系统自身的角度信息，通过光学系统与相机系统的坐标变换计算来获得图像偏移像素的方法。对于每一帧短曝光图像的角度，利用光学系统几何关系进行亚像素级偏移配准，再通过傅里叶变换的频移特性构建傅里叶频谱滤波器H(u,v)，在频域对图像进行亚像素级别的修正，并使用刃边法对图像进行高频响应评估。对比未修复图像，经所提算法修正后图像在50%调制传递函数（MTF₅₀）衰减处的分辨率从20 lp/mm提升到33 lp/mm，且其修复效果优于传统二次插值算法的修复效果；所提算法在40~80 lp/mm分辨率范围内具有较好的修复效果，MTF的峰值提升了4倍。

受动态范围的限制,传统的CMOS相机需要通过曝光时间控制和自动增益控制方式减小像素饱和与溢出的影响,以获得目标场景的清晰信息。若要同时获取目标场景的暗场和亮场图像,必须扩展CMOS图像传感器的动态范围。提出一种基于二值化图像叠加的CMOS相机动态范围扩展方法。该方法利用曝光时间按对数变化的一系列二值化图像进行叠加,拓宽了CMOS相机的图像探测动态范围,即使在亮度变化很大的环境下也能实现强信号和弱信号的同时探测,从而获得目标场景清晰的灰度图像。实验结果表明,与传统CMOS相机成像相比,二值化叠加CMOS相机的相对动态范围最高可拓宽8倍以上。通过图像亮度曲线对比,发现二值化叠加CMOS相机具有有效的对数响应输出。二值化叠加CMOS相机能有效减少图像亮处的饱和溢出和暗处细节信息的丢失,在高亮和背光处均能获得完整清晰、亮度均匀的图像。

倾斜阔叶木枝干弯曲部位的上端在拉伸应力影响下通常会形成受拉木。 区别于受拉伸部位下方的对应木, 受拉木细胞壁通常会出现理化特性变异的现象, 主要归因于细胞次生壁内侧胶质层的形成。 采用透射电子显微成像技术揭示了黑杨受拉木与对应木纤维细胞壁分层结构特点, 并借助532 nm共聚焦显微拉曼光谱成像(空间分辨率约为0.5 μm)及图像叠加技术在原位状态对比了受拉木与对应木纤维细胞壁主要组分分布规律、 分布相关性以及细胞壁水平的孔隙分布特点。 通过纤维素、 半纤维素及木质素—CH非对称伸缩振动(2 942 cm-1)特征峰峰面积积分成像成功地区分出受拉木与对应木纤维细胞壁各个亚层。 在此基础上采用数据归一化处理实现平均拉曼光谱中纤维素(1 094 cm-1)与木质素(1 598 cm-1)、 木聚糖(904 cm-1)与木质素(1 598 cm-1)特征峰成像叠加, 结果表明相比于临近的次生壁及胞间层, 受拉木胶质层含有更高浓度的纤维素; 与对应木相比, 受拉木纤维素和木聚糖浓度在整个细胞壁形态区域呈增强趋势, 木质素浓度在次生壁区域有所增强。 相邻细胞壁线扫描分析结果表明沿着细胞腔向复合胞间层区域过渡时纤维素、 木质素及木聚糖的浓度均呈现明显的区域选择性及梯度变化规律。 特征峰积分成像得出受拉木胶质层孔隙结构最为丰富, 但其次生壁及胞间层区域孔隙分布程度较对应木低。 以上研究结果有助于深化对受拉木特殊理化特性及形成机制的理解, 同时拓展了显微拉曼光谱技术在植物细胞壁孔隙结构研究领域的应用。

针对目前视频显示领域中常见的图像叠加和跨屏拼接显示方式，两种功能往往不能同时在一个系统中实现,导致应用的场景受到局限问题，提出一种多功能视频拼接系统的硬件结构设计。该系统基于双线性插值图像算法，采用流水线设计思路对算法进行优化，同时采用单片机完成视频处理前后，缩放倍数的计算与显示参数的传递，通过IIC总线发送计算出的参数到FPGA芯片执行，整个过程减少了硬件资源上的消耗，提高了算法的效率，并在Lattice的开发环境Diamond中对设计进行验证。实验结果表明，FPGA能够同时处理4路输入视频流的存储操作，输出4路任意分辨率的视频信号，在2×2的拼接矩阵中，同时实现图像叠加与跨屏拼接。该拼接系统支持最高1 920×1 080的分辨率输入，最小50×50的分辨率输出，达到预期结果。

合成孔径激光雷达(SAL)具有成像距离远、分辨率高、速度快等特点,在天基空间目标成像领域有重要的应用前景。针对天基SAL成像中回波信号弱、噪声大、成像质量差等问题,提出在交会点附近连续长时间观测的思路。基于简单假设,建立采用光学外差探测的天基SAL成像理论数学模型,获得回波数据方程,给出成像处理流程、成像分辨率和图像信噪比,数学仿真了不同信噪比下的天基SAL空间目标成像。理论分析和仿真成像结果表明:当回波数据信噪比高时,任何子段数据均可形成空间目标的高分辨率图像;当回波信号微弱、数据信噪比低时,采用连续长时间观测数据形成目标子图像,将所有子图像进行叠加,提升了目标图像信噪比,改善了成像质量。

鉴于激光对成像系统图像作用效果实验研究的局限性, 首次提出了利用全数字仿真技术模拟激光作用成像系统效应的仿真方法。首先从激光对探测器作用、激光大气传输和激光作用效果图像叠加三个方面对激光与成像系统作用的效应进行了分析和研究。在此基础上进行了激光作用效果的仿真设计, 完成了基于RTI总线的仿真系统的搭建及应用, 并给出了几组不同条件下的连续动态仿真效果图片, 最后提出该仿真系统的应用价值及今后的发展方向。

介绍了两种基于FPGA的倒车视频辅助线叠加系统的实现方法: 基于图像储存映像设计和基于逻辑控制叠加图形设计。两种方法均采用单片FPGA芯片设计实现, 无需外部存储器。基于图像储存映像设计能够保证辅助线叠加的准确性以及良好的显示效果；而基于逻辑控制叠加图形设计则是运用经典数学公式, 设计了直线叠加模块和圆弧叠加模块。该方法占用FPGA内部资源较少, 运行速度较快, 功能丰富, 为其他简单图形叠加提供了设计依据。两种方法的实际工作效果均能满足使用要求。

为实现白天红外光电测量系统对低信噪比恒星的质心及能量高精度计算, 本文给出一种高效的方法。首先, 分析了红外光学系统白天恒星的成像特征。其次, 先对采集的图像序列进行预处理操作得到预处理图像。接着对预处理图像序列执行叠加求均值和下采样操作得到下采样图像。在下采样图像中以亮度为特征求取恒星的疑似位置后, 在预处理图像序列上建立与疑似位置相对应的目标区域, 在目标区域内顺序求取质心序列。对目标区域的图像序列以质心偏移为基础进行移位相加后获取目标图像。在目标图像上以信噪比为判据完成恒星提取, 以及质心和能量的计算。再次, 分析指出此方法能增强目标信噪比的原理, 并给出其适用范围以及相关参数的确定方法。最后通过实验表明, 采用移位相加法可增强目标的信噪比, 并提高提取正确率; 且对于SNR不大于48的恒星可将其质心和能量计算精度平均提高006 pixel和285%。移位相加法对低信噪比的恒星可较为精确地计算其质心和能量。

针对无衍射光大景深成像系统所拍图像对比度低,边缘轮廓模糊,提出一种新的基于Retinex理论的图像复原算法。首先,利用同场景多幅图像叠加对多幅无衍射光图像进行叠加处理,去除图像的加性噪声,然后将处理后的图像通过多尺度Retinex(MSR)算法处理得到目标图像。实验结果表明:采用的同场景多幅图像叠加与多尺度Retinex组合算法(MCIMSR)同单一的多幅图像叠加或者多尺度Retinex算法相比,图像对比度更大,边缘轮廓更清晰,图像主观视觉特性有明显的提升。因而,将该方法应用于无衍射光大景深成像系统的图像复原,能够满足成像和在线检测的要求。

介绍了超光谱探测设备的基本原理、系统的软硬件组成, 采用 Matrox公司的 MorphisQXT视频采集卡进行超光谱成像数据的信息处理, 详细介绍了 MIL Ltie 8.0程序库的体系结构, 对应的配置函数功能。结合 VC++6.0开发环境, 采用异步双缓存伪实时处理的方法, 实现图像动态采集, 并对采集的图像进行叠加, 添加伪彩, 直观体现超光谱探测设备分辨真假目标的功能。运行结果表明: MorphisQXT视频采集卡可以满足数据量大, 实时性高的要求。