针对卫星在轨处理图像以获取高价值目标信息的需求, 分析了卫星在轨探测系统技术要求, 开发了由高性能处理器组成的嵌入式系统, 能支持目标探测算法的高速计算。研究了通过中值滤波、阈值分割、连通域标记和角度测量实现目标实时探测的算法, 使用多类样本图像对算法进行系统测试, 计算时间小于1 s, 能够检测出目标并计算其位置信息, 满足在轨探测系统要求。

一体化摄像机的自动聚焦过程就是镜头按照自动聚焦搜索算法寻找图像清晰度评价函数最大值的过程，自动聚焦搜索算法对自动聚焦过程的实时性和准确率影响很大。为了解决现有算法在光源场景和无细节场景下聚焦失败的问题，提出了一种基于场景预测的聚焦搜索算法，该算法对成像场景进行智能分析、判断并分类，在不同的场景下采用不同的搜索策略，提高了自动聚焦搜索的稳定性和准确率。同时，针对现有算法在散焦区判断聚焦曲线峰值方向困难的问题，引入模糊度评价模型，该模型能够准确判断聚焦曲线峰值方向，分析实验数据发现，新的算法在散焦区的聚焦速度提升了24.3%。实验证明，新的算法在基于海思Hi3518A处理器搭建的一体化摄像机成像系统中具有很高的应用价值。

为了控制电视和红外摄像机的工作模式和探测图像的采集处理, 在光电探测系统开发中采用LabVIEW 2009设计了摄像机控制软件。根据摄像机串行通信控制的特点设计摄像机设置子程序, 通过发送不同的命令码实现摄像机工作模式的设置。采用图像采集处理子程序对探测的图像进行采集和处理, 使视频图像经采集、消旋和显示处理后实时输出显示。应用结果表明, 程序对摄像机的工作控制灵活, 输出视频图像的效果满足要求。

提出了一种测量平行液晶空间光调制器(SLM)相位调制特性的自干涉法。该方法实验简单，具有良好的稳健性。加载到SLM的灰度图由三部分组成，一部分是二元衍射光栅灰度图；另外两部分加载的灰度图均匀分布，下部分灰度值恒为0，上部分灰度值从0逐渐增加。随着上部分灰度的改变，经过相位调制的反射光束与光栅产生的+1级衍射光干涉生成一整幅错位条纹图，通过测量同一幅干涉条纹的周期和上下条纹之间的相对移动量来计算SLM的相位调制量大小，该方法消除了环境振动或空气湍流引起的条纹抖动对测量的影响，提高了测量精度。与其他方法相比，该方法获取SLM相位调制特性不需要复杂的光学装置，且具有优良的机械稳定性，反应快速更易实施。

研究强光对图像中目标识别的干扰能力以及信息处理对强光干扰的抑制能力, 并对信息处理效果进行量化分析。研究过程采用了两种不同的研究方案, 一是基于无干扰底图的强光干扰效果分析, 将被干扰的图像与同一场景未受干扰的可见光图像进行比对, 通过配准后的图像直接分析干扰抑制效果。二是基于目标模板的强光干扰效果分析, 选择目标模板进行仿真, 分别计算信息处理前后目标模板在目标场景下的可识别度, 并进行比对, 即获得信息处理对强光干扰的抑制效果。两种研究方案均能对信息处理的效果进行定量的统计分析。将处理效果量化, 能够对信息处理技术提供必要的技术支持。

针对传统数学建模法无法实现CIELAB颜色信号向孟塞尔色序系统精确转换的问题, 提出一种基于结构相似的分级转换算法。首先使用Pearson相关系数分析CIELAB颜色系统与孟塞尔色序系统间的结构关系, 接着在此基础上采用分级转换的方式先后得到CIELAB颜色信号对应的孟塞尔明度V、色调H和彩度C三色标, 并在第二级转换求色标H时使用了一种多次插值求最小色差的新方法, 以保证算法的计算精度。对2 735组检验样本的测试结果表明, 本文算法具有良好的计算精度和可靠性, 并可被广泛应用于各类图像颜色信号处理系统中。

图像信号处理技术的研究和应用在安防领域具有特殊的重要意义。介绍了一系列用于安防系统CMOS图像传感器片上图像信号处理电路的原理和算法。具体包括黑电平校正、镜头阴影校正、插值降噪、色彩校正、伽玛校正、自动白平衡、自动曝光、自动聚焦、YUV空间转换(RGB2YUV),以及背光补偿等模块处理电路等。

介绍了嵌入式邻域图像并行处理机(Neighborhood Image Parallel Computer，NIPC-3e )的液晶显示系统设计。该系统可以显示实景图像或者是经过邻域图像并行处理机处理后的结果图像。文章给出了一种基于FPGA、SRAM、CPLD和SDRAM的液晶显示控制设计方案，详细介绍了CPLD与NIPC-3e的接口设计、基于CPLD的LCD时序驱动设计和基于CPLD的SDRAM时序控制逻辑设计。该系统已成功地应用在NIPC-3e上，可以实现人脸检测和手势识别等功能。

提出一种与视频编码器共用运动搜索模块的实时场景切换检测算法.通过分析原始图像与其运动补偿图像的一阶与二阶差值信号统计特性，分别构造对应于不同场景切换类型的两种测度函数，并联合使用该测度函数检测突变场景切换，同时自适应调节每个测度函数输出值的判决门限.分析和实验结果表明，该算法在视频编码位移估值基础上只增加少量的计算，而对视频序列中的突变场景切换检测的查全率和查准率均优于已有的几种实时检测算法.

论述了利用机器视觉图像处理及打标技术实现激光在线轮胎打标控制的基本原理和实现方法。为了克服轮胎打标现场光线照度不均匀、轮胎表面留有不均匀的润滑油等恶劣的环境,基于DALSA图像软件处理系统,提出一种改进的识别图像的方法。用VC++6.0开发了整个系统的图像处理软件和系统控制软件,该软件能在流水线上自动判别打标的位置,能根据计算机处理后的图像信息来调整光束偏转、自动地调节焦距进行标刻,极大提高了定位精度,简化了聚焦过程,减少打标产生的废品,目前已成功地应用于激光轮胎在线打标系统中。