齿轮是工业基础零件，其加工精度对设备的整体精度和可靠性有重要的影响。为了提高加工后齿轮的检测速度和检测精度，提出了一种激光测距齿轮齿向精度检测方法，并在此方法基础上研制了齿轮齿向检测系统。利用激光在金属及反光物体方面的测量优势，选用激光作为测量光源，利用激光三角法获得齿轮的测量点位置的相对坐标信息。为了全面获得齿轮各个部位的信息，结合气浮转台的圆周运动和精密电控升降台的升降直线运动，完成对齿轮齿向的数据扫描。为了获得齿轮的绝对坐标值，提出了齿轮齿向测量标定算法，用于计算出传感器与齿轮分度圆之间位置关系，从而进行齿向测量。结果表明，该测量方法能够满足工业中齿轮的高精度无损检测要求，能够完成齿轮精度等级分类要求。本研究所提出的测量方法，可以推广到其他金属反光物体高精度尺寸检测系统中。

在基于关节臂的线激光扫描系统中，光条中心的提取精度和所用时间直接影响到整个系统的测量精度和实时响应能力。本文在国内外现有算法基础上整合改进，利用迭代阈值法、改进Sobel 算子和光条修补算法完成光条粗提取，取中心点附近10 pixels 利用灰度重心法计算光条中心精确位置。实验证明，该算法在350 mm × 350 mm测量范围内，系统测量误差优于40 μm，一次提取时间28 ms，确保系统35 f/s 扫描频率，满足实时在线测量要求。

用V 棱镜法对高折射光学材料进行折射率(1.80＜nd＜2.00)测试过程中，样品和V 棱镜间需滴加折射率与样品相等的折射液，以起到消除样品90°角度加工偏差的作用。而现阶段生产使用的折射液nd 最高仅能达到1.78，造成了样品折射率测试值与真实值之间的较大偏离，最大偏离量可达20×10-5。本文通过对V 棱镜测试法的光路研究，找到高折射率样品测试值与真实值之间的偏离机理，通过计算折射率偏离量来补偿样品测试值的方式，使补偿后的折射率偏离量在±4×10-5 以内，实现了V 棱镜法高折射光学材料折射率测试的精度要求(±5×10-5)。

通过两个不同波长的数字全息包裹相位差产生数字拍频，得到一个等效波长相位图以消除相位包裹，然后用该等效波长相位光程与任一记录波长做比较，确定单波长包裹相位中相位跳变的位置和跳变倍率，进而实现了单波长包裹相位展开，使相位噪声不随等效波长相位展开而放大，结果表明该方法可使相位噪声引入的误差减小2Λ/λm 倍。用650 nm 和632.8 nm 两个波长的激光对用快刀伺服加工的微结构光学元件表面进行了数字全息测量，得到了等效波长为0.024 mm 的加工纹理相位展开图，并用频谱滤波得到了元件微观形貌的低频和高频三维数据，各频段表面的粗糙度分别为33.2 nm，19.3 nm，23.4 nm，分析了各种微观结构产生的原因，并对快刀加工的切削参数进行了分析。

针对基于传统数字全息重建算法对待测物体的不同纵向深度截面进行聚焦重构时，聚焦面物体会受到共轭像及背景离焦物体的干扰，本文提出基于压缩感知理论，构建单幅离轴菲涅耳数字全息图层析成像的算法框架。该方法通过自适应空间滤波技术对全息图进行处理，基于压缩感知理论重构不同纵向深度截面图像，并有效抑制背景离焦物体的干扰，最终达到层析成像的目标。计算机数值模拟以及三维待测物体实验结果表明该方法的有效性和可行性。

本文采用EVA 热熔胶膜，制备了一种环氧树脂类光致聚合物全息存储卡，制备工艺简单。首先对所制备的环氧树脂类光致聚合物进行了耐高温试验，提出了一种新的全息存储介质制备工艺方法；使用532 nm 波长激光对制备的全息存储卡进行了全息特性研究。该全息存储卡具有耐高温(≥60℃)、不易划伤特点，衍射效率不低于50%，曝光灵敏度适度，可进行角复用全息存储。经长时间存放试验，得出暗盒存放条件下该全息存储卡的保存期不少于6 个月的结果。

为了抑制超分辨图像重建过程中的振铃锯齿效应，本文提出一种多正则化形式的超分辨率重建算法。文章首先给出了图像降质模型并推导出了图像重构约束项。利用重构项直接对低分辨率图像进行重建，获得的高分辨图像会有锯齿和振铃效应。针对此问题，本文利用自回归模型和滤波器组先验来正则化重建过程。自回归模型用来恢复图像局部细节描述，与此同时本文利用自然图像块的聚类集来估计自适应自回归模型参数。滤波器组先验用来约束重建图像的边缘，使得获取的高分辨率的图像边缘更加锐利。最后通过实验定性与定量的分析，证实了本文算法优于其他具有竞争力的算法。

传统条形码和二维码需要铺平识别，且条形码位置不够明显，区域较小，需要在非常近的距离进行识别这些缺陷。本文设计了一套新型标签，以及一种可用于大型卖场的购物导航系统，用于快速有效的向顾客提供欲购商品的详细信息。该系统由图像采集记录模块、标签识别模块、数据库、传输模块、位置导航模块组成。系统通过图像采集记录模块拍摄商品标签信息；标签识别模块对所设计的新型标签进行识别处理，并从数据库模块中调取与识别结果相匹配的商品信息；传输模块通过数据线和无线收发技术将信息传送至位置导航模块；位置导航模块指示出该商品的实际位置，并显示出该商品的具体信息。本文针对上百幅图像进行了实验，实验结果表明：系统第一次对标签识别的正确率为90%以上，且即使第一次识别失败，也可通过简单调整商标在图像中间位置而得出正确的识别结果，且可同时向顾客提供商品信息，辅助顾客快速找到自己中意的商品。

针对SURF 不能满足实时性、BRISK 匹配率低的特点，本文采用SURF 检测关键点与BRISK 计算描述子相结合的方法，提出一种新的特征描述方法SURF-BRISK。本文首先通过SURF-BRISK 描述方法进行特征匹配，然后通过RANSAC 去除误匹配，最后通过正确的匹配点对计算仿射变换的6 个参数并进行目标定位。实验表明，SURF-BRISK 特征描述方法不仅具有实时性和鲁棒性，而且在目标定位中取得了较好的结果。

为进一步减小光源的体积、简化光路系统结构，消除毛细管电泳芯片诱导荧光检测系统中激发光源的反射光和杂散光的干扰，设计并建立了垂直层叠结构的有机发光二极管诱导荧光检测系统。针对有机发光二极管器件发光强度较低的问题，采用在器件的玻璃基底表面贴附微透镜阵列薄膜的方法，提高了入射光的强度。在对CCD积分时间、PDMS 微透镜直径及两偏振片间的偏振角度等参数进行优化之后，利用检测系统实现了罗丹明B 样品溶液的毛细管电泳分离。

提出了一种基于块匹配的迭代滤波合成孔径雷达图像去噪方法。首先，利用图像块之间的相似性进行块匹配，将相似图像块构建成一个三维矩阵。然后，在相似图像块之间进行迭代变换域滤波去除相干斑噪声，通过加权平均重建得到基本估计去噪图像。最后，对基本估计结果图像执行块匹配，在相似图像块内与相似图像块之间进行三维经验滤波得到最终去噪图像。实验表明，该方法不仅能够很好的去除合成孔径雷达图像相干斑噪声，还能够较好地保持图像的细节信息。

针对工业产品中非规则形状检测方法少、检测效率低的现状，本文提出了一种基于图像处理的快速高效检测方法。该方法首先对实际拍摄图像与参考模型进行特征点匹配，通过匹配寻找两幅图像中轮廓位置的映射关系，进而求解实际拍摄图像到参考模型的透视变换参数；然后对实际拍摄图像中的非规则形状进行高精度边缘提取，利用求取的透视变换参数对提取的边缘点进行变换；最后将计算得到的数据与参考图像中的数据进行比较，以此进行非规则形状检测。该方法为非接触式，设备少，环境影响小，数据对象仅是摄影图像，检测速度快，适用于各种非规则形状。标准实验分析表明，该方法检测精度优于0.2 mm，具有较高的检测精度及较好的检测效率。

针对甲状腺肿瘤超声图像对比度低和SPECT 图像边界模糊的特点，结合多尺度几何分析和单尺度稀疏表示的思想，提出了一种Shearlet 变换与稀疏表示相结合的图像融合算法。首先，用该变换对已经精确配准的源图像进行分解，得到图像的高低频子带系数。对稀疏性较差的低频子带系数进行字典训练并求解其稀疏表示系数，并采用能量值取大的规则进行融合。高频子带系数采用区域拉普拉斯能量和的规则。最后，用Shearlet 逆变换得到融合图像。实验结果表明，此算法在主观视觉效果和客观评价指标上优于多尺度融合方法和单尺度下基于稀疏表示的图像融合方法。

针对金属-半导体-金属(MSM)光电探测器暗电流抑制的机理，本文提出了一种具有非对称面电极结构的硅基锗MSM 光电探测器的设计方法，利用ATLAS 仿真软件分析了电极结构参数对暗电流的影响，并通过实验得出样品器件的暗电流降低至微安量级。实验结果表明，采用非对称面电极结构设计可以有效抑制硅基锗MSM 光电探测器的暗电流，提高器件性能。

针对目前绝对式编码器人工调试输出信号精度不稳定的情况，现设计一套输出信号误差自动补偿系统。系统通过TCP 与服务器通信，获得待补偿参数。分析信号产生误差的原因，建立径向基神经网络模型，以高精度编码器检测值作为学习目标，将形成最小误差的输出值作为精调的理想输入值，实现误差最小化，校准数据后写入编码器芯片。实验证明，使用自动补偿系统调试后的编码器各码道幅值、相位和偏移量，相较于人工手动补偿，信号误差平均减小了49.82%。