面向我国各类院校和中小企业教育、研发需求，本文提出采用紫外LED 光源替代光固化快速成形设备中紫外激光器及汞灯等传统光源，设计了一个基于单片紫外LED 的光源系统，对光敏树脂进行固化。该光源系统采用基于多透镜结构的聚焦系统对单片LED 聚焦；同时，对LED 芯片进行闭环控制以保证其工作在恒稳状态。实验结果表明，该光源系统各项指标达到设计要求，系统运行稳定、结构简单、具有可操作性。与光固化成形设备中的其它光源系统相比，在保证一定的制件精度和速度的基础上，具有低造价和低运行成本等突出特点，有较高的性能价格比。

光纤陀螺已广泛应用于光电跟瞄设备的稳定回路，但其内部信号处理和传输延迟所造成的时滞环节却对稳定回路可实现的带宽设置了约束条件。在比较了有限记忆滤波、卡尔曼滤波和最小二乘法三种补偿方法基础上，采用最小二乘法对光纤陀螺的测量输出进行预测用以补偿其时滞环节。针对光纤陀螺测量要求和时滞特性，分析了影响补偿精度的因素，试验了不同的最小二乘法拟合多项式次数的补偿结果。实验结果表明，采用5 点4 次外推2 点的最小二乘法即能在200 Hz 的频率范围内，使光纤陀螺的时滞环节得到较好的补偿。

针对传统Mean Shift 跟踪算法对伪装目标进行跟踪时容易陷入局部最大值导致跟偏甚至跟丢的问题，本文首先采用联合直方图来增强对目标特征的描述，然后在跟踪过程中以目标背景区分度为原则，动态更改目标描述模型和通过调整联合直方图各部分的权重来自适应背景的变化，以保证跟踪此类目标的鲁棒性。实验证明，针对与背景相似的伪装目标，改进的Mean Shift 算法仍能对其进行有效准确的跟踪。

针对基本轮廓波变换纹理图像检索系统检索率低下的问题，提出了一种基于复数轮廓波变换(CCT)的纹理图像检索系统。该系统采用的复数轮廓波变换由双树复小波变换级联临界下采样方向滤波器构成，特征向量采用子带系数的能量和标准偏差连接而成，以Canberra 距离为相似度度量标准；比较了基于同样架构的基本轮廓波变换(CT)、无下采样轮廓波变换(NSCT)、半下采样轮廓波变换(CTS)和CCT 纹理检索系统的性能。实验结果表明：在特征向量长度、检索时间、所需存储空间基本相同的情况下，基于CCT 的检索系统比CT、CTS 和NSCT 检索系统具有更高的检索率；各种轮廓波变换分解结构尺度数对检索率也有较大的影响。

针对游程标记冲突问题，采用游程与目标体间接关联的一种面向目标体的数据结构构架方式，实现了较现有游程连通分析算法更优的实时解决方法，在此基础上提出了一种快速目标描述算法。逐行扫描图像数据进行游程编码，通过分析与相邻上一行游程的连通性进行游程标记以及冲突目标体的合并，同时进行面积、周长、形心、外包围矩形等目标描述参数的计算，一次扫描分析完毕可同时获取游程区域表达和目标描述参数。该算法复杂度低，易于编码实现，可处理任意复杂图像。

针对目前常规器件构成的4f 信息光学系统空不变性能不足的问题，为在现有条件下对4f 信息光学系统使用逆滤波方法现实去噪提出一种改进方法。该方法利用光学系统的并行优势，通过一次光学实验获取所有输入点扩散函数的组合信息——系统的阶跃响应，再利用线性性质对输出图像进行逆滤波去噪。实验结果表明，该方法在现有常规器件条件下实现了逆滤波，能明显改善4f 系统输出图像质量并很好的保留凸显细节信息，并且不增加光学试验的复杂度和时间，同时还可以降低后期逆滤波算法的复杂度，节省计算时间。

针对现有角点检测算法只提取图像角点位置而无法提取角点角度的缺陷，本文在SUSAN 角点检测算法的基础上，提出基于Radon 变换的图像角点角度提取算法。该算法首先利用SUSAN 算子检测候选角点，然后得到候选角点子邻域图像，对其进行角点角度可测量性判定，对满足可测量性的角点子邻域图像中每个像素点进行梯度映射后，利用Radon 变换提取角点边缘直线，最后利用坐标几何关系提取角度。并针对Radon 变换无法检测直线起始点导致角点角度提取时存在二值歧义性的缺陷，本文借鉴USAN 思想，把同值核引入到角度提取中，从而实现了对角度的正确提取。该算法实现简单，实验结果证明了其有效性。

针对传统二维Fisher 线性判别(2DFLD)方法只使用图像矩阵的行向量作子模式的局限性，结合人耳图像的特点，提出了一种基于列向量作子模式的2DFLD 的人耳识别方法。首先利用训练样本图像矩阵的列向量作子模式进行训练以提取特征人耳子空间，再将测试图像投影到该子空间上，最后用最近邻欧式距离方法进行匹配。实验结果表明，以列向量作子模式时的识别率达98.333%，比行向量作子模式时提高了3.333%，与同样基于多元统计分析的PCA、2DPCA 和PCA+FLD 方法相比，识别效果最优，是一种有效的人耳识别方法。

针对视频序列目标跟踪粒子滤波经典CONDENSATION 算法用先验转移概率，即采用一阶或二阶AR 模型难以有效进行粒子传播的问题，提出了一种改进的CONDENSATION 人脸跟踪算法。首先利用高效的均值移动跟踪器以低廉的计算成本初步进行人脸目标跟踪定位，并用此初步跟踪结果来确定CONDENSATION 粒子动态传播模型中的确定性漂移部分，然后只需加入一个较小的随机扩散噪声来完成粒子的传播。由于这样所得的粒子点能较为集中地分布在状态的真实区域附近，因而大大提高了粒子的利用效率。人脸跟踪实验表明，该改进算法的性能明显优于原CONDENSATION 方法。

为提高三维物体识别系统性能并减少计算复杂性，本文提出了一种基于视图的方法。首先从三维物体的二维视图中提取颜色矩、纹理特征和仿射不变矩。颜色矩对于物体的大小和姿态不敏感且性能稳健。纹理特征可区别形状相似但外观不同的物体。仿射不变矩在物体发生仿射形变下具有不变性。本文将上述各种特征组合为23个分量的特征向量，送入支持向量机进行训练并识别。基于两种公开的三维物体数据库COIL-100 和ALOI 测试了本文方法性能。当每物体训练视角为36 个(视角间隔10°)时，在两个数据库上的实验都达到了100%的识别率。进一步减少训练视角数量也达到较满意的识别性能，优于文献中的方法。

基于空间变换模型的目标跟踪问题常归结为非线性最小二乘优化问题，射影变换模型的高度非线性使得基于向量空间的优化算法倍显局限。通过李群指数映射将正则射影变换群局部线性化，在内蕴几何优化理论的框架下，结合目标跟踪的具体特点，提出一种无需计算赫森阵的二阶最小化射影变形目标跟踪算法。与基于向量空间和基于李代数参数化的高斯－牛顿两种优化算法作对比实验，结果证实本文算法的可行性和高效性。

针对传统混合高斯模型运动目标检测准确度不高的问题，本文提出了一种改进的运动目标检测算法。该方法通过利用空间邻域的相关性信息，结合混合高斯模型来提高运动目标检测的准确性。首先，对图像中的每一像素建立高斯模型，并采用模型的匹配次数确定方差更新系数的算法，解决了传统方法中方差收敛缓慢的问题；然后重新定义了马尔科夫随机场的势能函数，并融入空间邻域的相关性信息，由此获得了用于运动目标检测的自适应阈值。采用IBM 研究中心的测试视频序列对本文的方法进行了测试，实验结果表明，本文的方法对复杂的场景有较好的适应性，能够得到比较准确的检测结果。

针对海空复杂背景下舰载光电跟踪仪的红外点目标检测跟踪问题，本文研究了一种基于三级流水管道的点目标轨迹检测与跟踪算法。该算法针对由光电跟踪仪实际拍摄的红外图像的二值分割图，利用第一、二级流水管道，完成对二值图像的二阶相关，实现更为有效的滤波除噪。利用第三级基于“或运算”的目标检测管道搜索目标点和进行目标点的准确定位，从而实现了从序列图像中可靠检测和跟踪点目标的目的。本文采用舰载光电跟踪仪实拍的红外图像，进行了实际的工程验证。结果说明，工程验证的结果与实验仿真结果相吻合，算法是可行的。

研究了椭偏测量中多层薄膜拟和模型建立的过程，并对一未知多层光学薄膜进行了椭偏分析，建立了substrate/film1/EMA/film2/srough 的物理结构模型。采用椭偏法，在首先确定出基底光学常数的基础上，提出了从单层、双层、三层逐次建模拟和的分析方法。研究结果表明：对于透明或弱吸收光学薄膜，采用柯西公式可以较好表征材料的色散关系。椭偏分析最终得到的未知薄膜基本结构为G(1.52)/2.031 2(203.0 nm)1.463 6(170.1 nm) 2.079 1 (170.4 nm) /A，膜系设计及分光光度计测量的透射光谱证实了这一结果。对多层膜厚度和光学常数的分析表明，椭偏法仍然是一种行之有效的薄膜光学常数测量方法。

红外烟幕是防御红外成像制导**的一种重要的对抗手段，其对待保护目标的遮蔽程度直接影响制导**的作战性能。本文用盒子维来评估红外烟幕对舰船目标的遮蔽程度，探讨了差分盒维数计算中涉及的关键问题，包括线性尺度区间、盒子数的统计等，给出了精确、有效的盒子维计算方法，最后采用新方法计算受干扰舰船目标图像区域不同时刻的分维数，实现红外烟幕对舰船目标遮蔽程度的有效评估。

提出一种基于Anderson-Darling 检验的恒虚警检测方法(AD-CFAR)，根据输入杂波特性，实现干扰杂波块删除、杂波分布检测，具有参考单元数可变、检测策略可变的特点，提高了检测器复杂杂波环境下的鲁棒性。检测算法应用K 样本Anderson-Darling 假设检验对输入杂波单元进行分块筛选，输出同分布杂波块，再经过单样本Anderson-Darling 分布检验判断杂波分布类型，综合现有的检测技术，选择合理的检测策略。性能分析表明，在均匀杂波条件下，AD-CFAR 具有近似CA-CFAR 的检测性能，在多干扰目标、杂波边缘以及两者同时存在时具有良好的虚警性能和检测性能。

针对被动红外成像地雷探测技术中的单散雷探测问题，结合一维信号检测理论以及现代信号处理算法，对红外图像进行处理。文章从单幅红外图像入手，在分析了红外图像上地雷检测原理的基础上，结合背景红外图像的特性，给出了地雷信号及背景图像信号的模型，再从各模型中未知参数的特点出发，利用现代信号处理算法，对未知参数进行估计。当地雷信号及背景图像信号都确定后，采用广义相关器以实现地雷信号的探测。对埋有似雷物的单幅红外图像进行检测试验。结果表明，文中方法能够清晰的标示出地雷的存在及其位置。

为了考察飞行器表面8~14 μm 波段内红外辐射特征的控制规律，建立了包括蒙皮外气动热与蒙皮内部传热的数学物理模型，分别采用有限体积法求解蒙皮温度分布和反向蒙特卡罗法计算飞行器表面8~14 μm 波段内红外辐射特征。通过数值模拟，计算分析了在水平方向上飞行器各主要部件对红外辐射强度的贡献。最后，改变飞行器各主要部件的表面温度和发射率，获得了对飞行器水平方向上总的红外辐射特征的影响和控制规律。

针对红外图像中人体区域的检测问题，提出了一种基于复合分类特征的人体实时检测方法。首先根据红外图像中人体区域的特点，使用自适应的两级方向投影获得人体候选区域的可能位置，然后融合方向梯度直方图特征、人体形状特征及亮度分布惯性特征以充分描述人体区域的特点，并且采用支持向量机算法对候选目标中存在的人体进行分类检测。实验结果表明，本文提出的方法充分利用了复合分类特征各自的优点，具有较好的实时性和鲁棒性。

设计了一种基于TMS320DM642 的单目主动视觉运动目标自动跟踪系统，该系统采用了一种期望极大化(Expectation Maximization, EM)自适应窗口的运动目标跟踪方法。本方法以考虑了像素空间位置信息的混合高斯模型建立目标的灰度特征模板，然后通过EM 算法迭代估计出使每帧似然函数最大化的分布参数值，这些参数不但可确定出跟踪目标在图像序列中的位置和形状尺寸，而且为单目摄像机的自动变焦和基于分区逻辑的摇摆运动提供了控制信息。实验表明：系统可以自动而稳定地跟踪具有复杂运动状态的目标，对320 pixels×240 pixels 的图像可实现平均约20 frame/s 的跟踪速度。

本文报道了国内自行研制和制备的以高功率光子晶体光纤激光器为目标的Yb³⁺掺杂双包层光子晶体光纤。给出了³⁺掺杂多组分玻璃芯棒和以此为芯的双包层光子晶体光纤的制备流程、工艺和关键技术。对制备的Yb³⁺掺杂多组分玻璃、双包层光子晶体光纤进行一系列的物理属性、热学和光谱测试，并通过计算分析得到相对优秀的掺杂多组分玻璃配方(Yb³⁺-(2 mol%)-SiO₂(70 mol%)-MgO-CaO-BaO-Li₂O-Al₂O₃(2 mol%))。样品中的Yb³⁺掺杂双包层光子晶体光纤具有结构规则传光性能良好等优点，为自行开发高功率光子晶体光纤激光器提供材料器件基础。

为了提高移相点衍射干涉仪对193 nm 投影光刻系统的检测精度，本文对其主要测量误差进行了探讨。在简要介绍了193 nm 移相点衍射干涉仪的基本结构和测量原理之后，总结了可能对测量结果产生影响的各种误差及其产生的原因。通过理论分析和数值模拟的方法分别对参考波前误差、相移误差、探测器非线性误差以及光源波动、环境变化引起的随机误差等进行了具体分析，从而得到各种测量误差的大小、存在形式以及与干涉仪结构参数的依赖关系，并提出了相应的避免或减小误差的方法。

针对目前火炮身管静态参数测量中存在的问题，发明了轴向运动精度达万分之五和周向运动精度达0.1°的口径自适应机械公共平台，设计了双MCU 控制的硬件公共平台和模块化的软件公共平台，结合可实现疵病全参数测量的疵病检测模块可使疵病长度和深度的测量精度达0.1 mm；与利用高精度光栅副设计的内径测量模块结合可使内径参数测量精度达0.000 2 mm；与其他测量模块结合即可完成其他各种参数的高精度测量。与其他同类系统比较，该测量系统结构紧凑轻便，使用操作方便，具有测量精度高，定位准确，可扩展性好，可靠性高，可维护性好，适合火炮全寿命过程检测应用的特点。

为了提高柔性坐标测量系统的精度，提出了测量机器人本体的补偿方法。利用距离误差模型构造出机器人本体的约束方程，并求解出机器人的实际几何参数，进而将该参数应用于修正系统的运动学模型。通过运用修正后的运动学模型对车身点实施测量，并与跟踪仪的实测距离数据进行比较。实验表明，补偿前后测量系统的重复性精度基本没有发生改变，误差低于0.1 mm，但补偿后测量点间的距离误差由0.6 mm 降到0.3 mm 以下，精度大为提高。

为实时获取越野智能车辆前方的地形信息并有效检测出可能存在的障碍物，本文提出一种基于立体视觉传感器的环境探测方法。该方法首先对图像进行局部对比度增强，以减弱光照变化对立体匹配的影响并保证角点特征提取的均匀性。其次研究图像中障碍物的边缘特征提取方法，以避免障碍物的漏检。然后提出基于多特征提取的立体匹配流程，其中采用了随机采样序列方法计算基础矩阵，将基于边缘的匹配与基于角点的匹配独立进行以避免干扰，并引入连续性约束来剔除误匹配。最后，通过不同光照越野场景的环境重构实验验证算法的鲁棒性。

针对传统图像融合方法的不足，提出了一种新的基于IHS 变换与抽样小波变换的高清晰遥感影像融合方法。该方法将直方图匹配后的全色影像的高频系数作为融合后的高频系数，而融合后的低频系数依据新提出的融合规则得到，最后采用小波逆变换与逆IHS 变换获得融合图像。实验结果表明，该方法在提高融合影像的空间分辨率与光谱质量之间得到了更好的折衷。该方法的计算复杂度接近于常用的基于抽样小波变换的融合方法，明显少于基于非抽样小波变换的融合方法。

提出了一种乘性迭代盲图像去卷积算法，该算法假定被估计的图像与PSF 满足MRF 模型。除了自动地保持非负性约束外，算法引入了一组新的具有抗噪功能的差分算子，该算子首先加权求和然后进行差分运算。交替最小化方法被用来将盲图像去卷积这一非线性反问题线性分解为交替的图像恢复步与PSF 估计步。在交替迭代过程中，考虑到算法收敛较慢，一种称为向量外推的加速方法被采用。数值实验结果表明，本算法能快速地实现对降质的中巴地球资源卫星02B 星高分辨率图像的复原，同时有效地保存了图像的细节边缘并抑制了噪声。