本文针对纳米材料的纳米操作，提出了一种复合激光近场光镊与AFM 探针进行纳米操作的方法，并基于动量守恒原理，采用三维时域有限差分方法建立了该方案中激光近场对纳米微粒的作用力模型，分析了各轴向光阱力的分布情况，讨论了两探针间距离、针尖材料的电导率、入射平面光场的偏振方向、入射角和波长等参数对近场光阱力的影响。结果表明：位于耦合光场中特定位置的微粒可被捕获至固定位置，所需的捕获功率大大低于传统光镊所需的捕获功率；为实现稳定的纳米操作，光纤探针与AFM 探针的距离应保持在孔径范围内，两探针的相互位置应保持成垂直关系，同时应选用短波长的捕获激光，并保持激光偏振方向与AFM 探针轴线的匹配。本文设计的近场光镊与AFM 探针相复合的纳米操作系统，能大大扩宽近场光镊和AFM 系统在纳米操作上的应用范围。

针对边界Fisher 分析(MFA)所面临的小样本问题，本文基于最大间距准则(MMC)，提出了一种基于最大间距的边界Fisher 分析(MMMFA)算法。该方法利用描述类间数据可分性的相似度矩阵与描述类内数据紧致性的相似度矩阵之差作为鉴别准则，从而避免了MFA 鉴别分析所遇到的小样本问题。然后探讨了本文算法与传统的线性降维算法，如PCA、LDA 和LPP 算法之间的联系。理论分析表明，PCA、LDA 和LPP 算法都是本文算法的特殊情况。另外，为了进一步提高本文算法的运行效率，提出了一种基于QR 分解的MMMFA 求解算法。在ORL和Yale 人脸数据库上的实验表明，MMMFA 算法性能明显优于PCA、LDA、LPP 和MFA 等算法。关键词：人脸识别；最大间距准则；最大间距MFA；特征提取

传统的分类方法仅仅基于像素光谱特征，不适合于高分辨率遥感影像。本文提出了一种新的基于商空间理论，面向对象的高分辨率遥感影像分类方法，即综合云模型、模糊支持向量机和决策树的分层合成分类技术。针对决定分类效果的两个因素，影像分割和分类算法，分别做出了一些改进。第一，本文提出了一个自适应的基于云模型的区域增长分割策略。第二，本文提出了一个新的基于商空间理论，结合模糊支持向量机和决策树的分层合成分类技术。从实验结果来看，本文提出的方法，在分割效果上基本能满足人眼的视觉要求，在分类精度上比传统的分类方法有更高的准确性，而且能实现分类过程的自动化。

在遥感图像的判读和解译过程中，快速准确地提取感兴趣的目标可以极大地改善整个处理系统的负担。借鉴人类的注意机制，提出了一种基于视觉注意的感兴趣目标提取算法。该方法首先通过分析图像的谱残差求取图像显著图，再利用全局竞争机制和返回抑制策略控制注意焦点快速搜索显著图，实现无先验知识的显著区域提取；处于焦点的大部分显著区域利用感兴趣目标可能尺寸和形状等信息就可以剔除，否则，再利用感兴趣目标和非感兴趣目标在目标特征子空间上投影系数的差异，对其作进一步鉴别，最终实现感兴趣目标的检测。利用大量高分辨率遥感图像对本文方法进行了实验分析，结果表明了算法的有效性。

：针对无人机空中姿态不稳定，其拍摄影像存在倾斜、曝光不均匀等缺点，采用常规的影像匹配方法效果不佳，甚至无法匹配，而SIFT 算法对图像几何变形、分辨率差异、旋转等有较好适应性。利用SIFT 算法对无人机影像进行特征点的提取，并采用最小二乘算法对影像进行精匹配。同时，为了减少拼接过程中误差的传播，提出了分块拼接方法。实验结果表明：SIFT 算法适用于无人机影像匹配，在精匹配过程中采用最小二乘算法能够有效地剔除误匹配，并减小了时间复杂度和空间复杂度。

本文介绍了一种便携式AMOLED 显示屏的显示参数温度自适应设计方案。OLED 是主动发光器件，在环境温度变化时发光材料像素间随温度变化表现出不同的发光特性，从而使得画面的参数如对比度、色坐标等发生变化。方案采用信号补偿方式进行自适应校正，环境温度特征点作为负反馈输入，显示参数值作为采样点，通过最小二乘拟合算法建立显示参数随着环境温度变化的数学模型，最后在软件中补偿显示参数的温漂误差。针对用户菜单中断和温度校正功能冲突的问题，设置了温度扫描阈值。测试结果显示，该方案能够很好解决显示参数的温度自适应问题。

：针对功率型LED 器件的热特性，以热应力理论为依据，采用有限元软件ANSYS 进行热应力计算，得到了Lumileds 的1 W LED 瞬态温度场和应力场分布云图，基板顶面平行于X 轴路径上的热应力、应变及剪应力的分布曲线。模拟结果表明最大应力集中在键合层边角处；轴向最大位移在透镜与热沉接触边缘；最大剪应力集中在键合层的边角区域。通过实验测试了LED 基板底面中心点的温度变化，与仿真结果相符合，研究了各层材料导热系数对LED 温度场和应力场分布的影响。最后根据以上的研究结论提出了提高LED 品质的方法。论文结果对大功率LED 封装具有意义。

针对编码器的小型化和高测量精度的技术要求，本文提出了一种新型绝对式矩阵编码器，它具有刻划圈数少，测量精度高等优点。本文主要进行了新型矩阵码盘设计、译码电路设计、精码校准和细分电路设计，应用Matlab 软件进行仿真。实验结果表明，本文中设计的编码器实现了超小化，体积为Φ30 mm×15 mm，经过A/D细分，编码器分辨率达到了24 位，精度达到了0.2″，进一步说明了阐述的编码和译码方法是可行性的。

针对利用鱼类行为监测进行水体环境保护的问题，本文提出了基于视频的鱼类运动跟踪研究，通过对鱼类运动视频进行分割、跟踪，获得鱼类运动的轨迹和速度，为鱼类参与环境污染研究奠定了理论基础(通过对比不同污染环境中鱼类运动的一些参数，进行水体环境污染程度的定量分析)。该算法采用标记多尺度分水岭方法进行鱼类运动分割，然后通过改进的加权Hausdorff 距离对鱼类运动视频进行跟踪，最后为了容纳鱼类在运动过程中形状的变化，在多值图像中引入欧几里德范数作为约束条件来完成跟踪模型的更新。实验结果表明，本文算法呈稳定跟踪状态，在连续100 帧的跟踪过程中没有出现超过1 个像素的位置差，跟踪速度差值也未超过0.12 个像素，能够快速、精确分割和跟踪鱼类运动目标。

本文介绍我们研制的一种大气透射式能见度仪，该测试仪通过光对大气中多种消光粒子的透射，获取消光系数的数值，进而判定天气现象。研制的样机经实际应用检测表明，该大气透射式能见度仪的工作原理和技术路线正确。实测样机的监测误差为10%～20%，指标达到或接近芬兰VAISALA 同类产品水平，可以满足实际应用要求。

本文针对多摄像机视频跟踪的应用场景，在贝叶斯推理的框架下，提出了一种具有分布式时空交互计算特点的目标跟踪算法。本文首先利用贝叶斯网络对拓扑确定的多摄像机系统进行建模，并对待估状态(目标位置)高阶联合后验概率密度函数进行时空的递推，最后借助序列蒙特卡洛(粒子滤波)逼近后验概率密度函数，并采用高效的数据传送机制高效求解出跟踪目标在各个摄像机视野中状态估计值。通过序贯蒙特卡洛粒子滤波融合时空的目标灰度及位置信息，有效地抑制了部分摄像机内遮挡现象给跟踪造成的影响。定性和定量实验均证明了该算法的鲁棒性和高效性。

使用自主研发的基于DSP 片上系统的闪电光电信号同步探测与定位系统，对2009 年8 月杭州地区自然闪电的光辐射信号和电磁脉冲信号进行了同步探测。从信号时域特征的角度对获得的闪电数据进行了统计分析，得出光电信号在信号开始时间差、到达峰值时间差、脉冲上升沿时间差和脉冲宽度时间差等4 个特征上的统计结果。结果表明：闪电光信号脉冲的发生时间和峰值到达时间均滞后于电信号，且脉冲上升沿宽度和脉冲宽度比电信号宽；云闪信号的上述四个特征值均比地闪信号大。最后，基于模糊数学理论，将上述4 个特征作为模糊识别特征，建立模糊隶属度函数，对闪电类型进行了识别研究，识别率达到95%以上。

提出了一种新型的用于盾构机导向的无衍射光电子标靶，利用映射关系将全站仪激光入射到标靶中CCD上的光斑场盾中心位置和全站仪的角度值联系起来，结合电子水平仪读数，得到标靶的完整姿态角，并计算盾首中心坐标。分析测量过程中全站仪、标靶各部件引起的误差，推导标靶测量姿态角及盾首中心坐标的误差。分析表明，标靶测量盾首的偏差精度达到毫米级，满足盾构导向的精度要求。

文章基于法拉第磁光效应原理，设计了溶质维尔德常数分离检测系统。该系统可以消除溶剂和容器等背景旋光的影响，达到分离检测溶质维尔德常数的目的。系统采用了双光路参比放大信号处理技术，提高了系统的检测灵敏度。分析了系统的检测精度与误差，结果表明，检测精度与除法放大器的精度和放大倍数、标准物质及待测物质的维尔德常数有关；小角度近似计算产生的相对误差较小。同时，根据溶质维尔德常数与浓度之间的关系，研究了该技术在混合溶液浓度检测中的应用。

PMN-PT 是一种综合性能优异的新型热释电材料。本文以PMN-PT 单晶作为热释电探测器材料，开展了8×1线列探测器的芯片结构设计及器件关键工艺研究，获得了8 元热释电探测器芯片，电压响应率约280 V/W。同时，实现了8 元热释电光敏芯片与8 元读出电路的耦合互连，得到了8 元热释电焦平面原型器件，并进行了性能测试。由于读出电路对可见光存在响应，影响了焦平面模块的热释电信号提取，电路设计有待改进。本文的研究为基于新型弛豫铁电单晶的大规模非制冷焦平面的研制奠定了一定的基础。

在充分考虑图像视觉感知特性的基础上，提出一种图像自适应半脆弱水印算法。首先利用图像亮度、纹理特性确定水印嵌入比特深度；然后采用自适应LSB 替换方法嵌入水印信息，水印嵌入强度依赖于载体图像特征；最后应用优化像素调整进一步提高水印透明性。实验结果表明，算法对偶然攻击有一定的鲁棒性而对恶意攻击比较敏感，且能有效识别图像攻击类型。此外，理论分析与仿真实验均说明本文算法比同类算法具有更高的透明性，其隐秘图像PSNR 值要高约2.90 dB。

基于噪声检测的中值滤波器已广泛用于消除图像中的椒盐噪声，然而在高噪声密度情况下，对噪声像素的定位不准确很容易造成图像边缘的模糊。本文提出了一种基于GA-BP 的椒盐噪声滤波算法，克服了这一缺陷。算法首先用遗传算法优化的BP 网络对图像中的噪声像素定位，然后引入保边函数和PRP 算法求目标函数的极值进而实现图像的去噪处理。实验结果表明，该算法比传统滤波算法效果有明显改善，且具有良好的泛化性、鲁棒性和自适应性。

为了实现图像的自动匹配，提出了一种新的SIFT 匹配策略。首先，给定一个基本的欧式距离最小值与次小值的比率值，对SIFT 特征对进行判断，得到粗匹配集合。然后，统计粗匹配对的主方向角度差直方图和最小欧式距离直方图，以主方向角度差落入直方图峰值所在邻域和最小欧式距离小于直方图主峰所对应的距离值作为匹配条件进行精匹配。最后，统计精匹配对的比率直方图，以欧式距离最小值与次小值之比小于直方图主峰所对应的比率值作为控制条件，剔除误匹配。实验结果表明：在待匹配图像有一定程度的视点、光照、旋转、比例变化等情形下，该方法具有稳定、可靠的特点。该方法能自动选择匹配阈值，实现无人工干预的自动匹配。

针对基于Retinex 理论的经典图像增强算法中存在的灰化现象、噪声扩大现象和光晕现象，提出一种基于亮度的自适应单尺度Retinex 图像增强算法。算法中引入了基于边缘信息的高斯滤波器，主要使用同类性质的像素进行平滑处理用以改善光晕现象和抑制噪声；在提取的反射分量中加入像素的原始亮度以改善灰化现象和减小噪声。对比仿真实验结果显示，基于亮度的自适应单尺度Retinex 图像增强算法可以有效增强细节、减小光晕和控制噪声，同时处理后的图像具有良好的色彩保真度。

通过对匹配模型中邻接矩阵的均衡化分析，在概率框架下提出一种新的特征匹配算法。采用重启动的随机游走方法建立并求解概率模型，并对匹配邻接矩阵进行了均衡化分析，提出了一种有效的双向均衡方法。方法不仅考虑了两个待匹配特征点的全部几何关联以及各项关联之间的权重值，而且考虑了关联权重的均衡性，从而可加强匹配的区分度，提高匹配的准确性。经实验证明，所提出的算法对几何畸变干扰和异常值都具有很好的鲁棒性，且适用于多种点匹配场合，在目标定位和目标识别中具有较强的适应性，有较好的实用价值。

针对自动对焦系统，提出了一种基于单帧图像无参考结构清晰度的自适应变步长爬山搜索策略。该方法利用了无参考结构清晰度可提供的离焦量先验信息：当离焦量大时，大步距粗调快速逼近准焦位置；当离焦量小时，小步距微调准确定位准焦位置。该方法在不降低调焦精度的情况下，大大减少了自动对焦所需的图像数量和决策次数。实际系统实验结果表明，新方法使自动对焦速度提高了50%以上。

为解决非线性部分状态卡尔曼滤波算法中由于线性化误差所导致的滤波精度下降问题，提出采用UT 变换方法计算系统状态误差方差，及基于新息自适应调整系统噪声方差，进而构成一种新的非线性自适应部分状态卡尔曼滤波算法，并总结出详细算法结构。同时，将此方法应用到非线性测量光电跟踪系统中，并与U 卡尔曼滤波和非线性部分状态卡尔曼滤波进行性能对比。仿真实验结果证明，将UT 变换和基于新息自适应调整系统噪声方差方法引入部分状态卡尔曼滤波是有效的，而且其性能明显优于U 卡尔曼滤波和非线性部分状态卡尔曼滤波。

提出一整套手指静脉认证系统的图像处理和静脉模板匹配算法。算法采用Sobel 算子结合首遇跟踪法检测手指边缘，然后采用最小均方误差原则拟合手指边缘并对图像进行旋转校正归一化；基于最大曲率模型的思想，采用四个方向梯度算子提取静脉；为降低拒真率和提高匹配速度，对静脉图像进行膨胀、三值化和两次压缩，建立包含静脉、背景和模糊区的紧凑型指静脉模板，并将测试模板与登记模板进行交叉点对点的匹配。实验结果表明，该算法兼顾了效率和准确性，只要手指没有反转，就可以得到接近100%的识别率，与传统匹配算法相比在速度和有效性方面都具有明显优势。

针对非圆虹膜定位困难的问题，本文提出了一种基于线性基函数模型的虹膜定位算法。该算法将虹膜定位问题看作从虹膜边缘点求虹膜边缘曲线的机器学习问题，先粗定位找到边缘点，再建立线性基函数模型从边缘点求得边缘曲线，从而实现了虹膜的精确定位。与传统的虹膜定位算法相比，所提算法能很好的定位非圆虹膜，而且花费时间只有极少的增加。在CASIA 3.0 虹膜数据库上的仿真实验表明，所提算法定位准确率达到99.92%，定位时间只增加了1 ms，具有良好的实时性。