报道了使用分子束外延（Molecular beam epitaxy，MBE）技术，在（211）B碲镉汞（CdZnTe，CZT）衬底上生长中长波双色碲镉汞（HgCdTe，MCT）薄膜材料，生长温度为180℃，研究了双色碲镉汞薄膜材料衬底脱氧技术、分子束外延薄膜生长温度与缓冲层生长等关键技术，实现了中长波双色碲镉汞薄膜生长，外延薄膜采用相差显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、二次离子质谱仪（SIMS）及X射线衍射仪（XRD）对薄膜的表面缺陷、厚度、组分及其均匀性、薄膜纵向组分以及晶体质量进行了表征，表面缺陷数量低于600 cm^－2，组分（300 K测试）和厚度均匀性分别为Δx≤0.001、Δd≤0.9μm，X-Ray双晶衍射摇摆曲线FWHM＝65 arcsec，得到了质量较高的中长波双色碲镉汞薄膜材料。

搭建了红外波段的傅里叶变换光致发光谱测试系统，结合FTIR 光谱仪的步进扫描功能，在室温条件下对短波和中波碲镉汞材料进行了光致发光测试。测试结果表明，相对于常规的连续谱扫描，步进扫描的方式成功地抑制了背景辐射的影响，同时还显著提高了PL 谱信号的信噪比，在室温下获得了光滑的PL 谱曲线。

为了实现8～14 μm 波段低反射率涂层与超材料吸波体的兼容隐身，探究了影响低发射率涂层与超材料兼容性能的关键因素。采用IR-2 型发射率测试仪测定涂层在8～14 μm 波段的发射率，用弓形法测量了超材料涂覆涂层前后的反射损耗曲线，并采用矢量网络分析仪测试了涂层电磁参数。结果表明，涂覆低发射率涂层后，可将超材料吸波体的红外发射率降至0.126，但是其对超材料吸波体原有吸波特性影响较大，平均反射损耗以及吸收带宽都有所减小。在涂层4 个电磁参数中，介电常数实部为影响低发射率涂层与超材料兼容的关键因素，低发射率涂层的介电常数实部较高，导致本征阻抗较小，与自由空间的阻抗不匹配，对雷达波的反射较多，涂覆后对超材料吸波体原有反射损耗特性影响大。

机载广域侦察监视（Wide Area Airborne Surveillance, WAAS）系统因其具有良好的隐蔽性和动态实时性、高分辨率及宽覆盖范围等特性，已成情报侦察监视（ISR）的重要手段和世界各国重点发展的航空装备。本文对当前机载广域侦察监视系统装备发展情况进行了介绍，结合国外典型广域侦察监视系统技术，对一种基于稳定平台摆扫步进凝视（Step-Stare）成像的广域侦察监视系统进行了关键技术设计论证，为机载广域侦察监视系统研制与应用提供参考。

在红外图像拼接技术的实际应用中，除了追求较高的拼接精度外，还应尽可能地提高拼接速度以满足实时性的要求。本文结合红外图像拼接技术的实际应用需求，将BRISK 二值描述子和Canny边缘检测应用于SURF 红外图像拼接，提出一种改进的SURF 红外图像拼接方法。改进的红外图像拼接方法在特征点提取阶段将SURF 特征点检测、Canny 边缘检测和BRISK 二值描述子有效结合，生成边缘SURF-BRISK 特征点；在特征点匹配阶段采用自适应阈值的层次聚类方法作为搜索策略，并采用RANSAC 算法剔除误匹配的特征点；在图像融合阶段采用渐入渐出的融合方法消除图像拼接缝隙。实验证明，本文所用红外图像拼接方法在对复杂场景下的红外图像进行拼接时，有效地提高了配准精度和拼接速度。

为了拓展红外图像获取方式，提出了一种基于可见光衍生生成红外图像的方法。利用脉冲耦合神经网络与人工微调相结合的方式，将可见光图像分割成不同区域并标定为不同材质，通过材质热特征建模预测不同材质在不同环境中的温度值，并计算其热辐射以及大气传输效应，最终通过细节调制的方法增加了仿真结果的真实性。实验表明，通过可见光图像生成红外图像有其可行性，并且图像分割结果直接影响了仿真结果的好坏，分割越精细仿真结果越好，利用细节调制可增强仿真结果的真实性。

图像超分辨率的目的是在给定低分辨率图像的基础上产生超分辨率图像。单幅图像超分辨率是个病态和欠定的问题，需要通过样本学习和图像先验约束来重构图像丢失的高频细节。本文提出了一种基于局部线性嵌入的快速单幅图像超分辨率技术。首先，该方法利用大量的自然图像建立高低分辨率图像块样本训练库；其次，运用聚类算法将具有相似性质的高低分辨率样本块进行聚类；再次，基于局部线性嵌入技术，通过样本训练来学习低分辨率图像与高分辨率图像之间的映射函数；最后，用过映射函数来重构高分辨率图像。实验结果表明，本文算法不仅能高质量重构高分辨图像，而且快速高效。

为了适应视觉跟踪过程中目标外观变化，提高视觉跟踪算法的鲁棒性，本文基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）并结合多域学习法与多模板管理，提出一种通过树形结构管理多模板的多域卷积神经网络（Multi-Domain CNNs with Multiple Models in a tree structure）视觉跟踪算法。首先使用大量已标记目标位置的视频数据预训练多域结构的CNN，使CNN 卷积层可从图像中提取出适用于跟踪任务的特征。然后在跟踪时中对CNN 全连接层进行微调以适应跟踪目标，并使用树形结构管理存储不同时间段的目标模板得到模板树。使用模板树综合评价待检测帧，估计目标位置。最后按照一定规则将新模板添加进模板树，完成模板的更新。实验表明，该算法对跟踪过程中目标外观的变化有着良好的适应性，同时多模板可抑制CNN 在跟踪时产生的模板漂移问题。

GrabCut 是一种快捷准确的交互式图像分割方法。但是，当待处理图像复杂度较大时，用户很难有效的标注矩形框，而且运算时间较长。针对以上问题，提出了一种改进的GrabCut 算法。该算法通过视觉显著性实现矩形框的自动标注，与超像素的结合有效的减少了分割算法的时间。首先，通过一种结合改进超像素的流形排序算法来得到显著性图，并进一步得到目标的矩形框，然后用改进的超像素来构建GrabCut 图割模型，最后，进行参数迭代估计从而得到分割图像。实验表明，本文提出的方法在保证GrabCut 算法精度的前提下，实现了自动分割，并有效的减少了分割时间。

液氮冲击中InSb 焦平面探测器的局部分层、局部碎裂制约着其成品率的提高。为分析液氮冲击中发生在InSb 焦平面探测器中的潜在失效模式，我们借助C. H. Hsueh 提出的适用于弹性多层体系热应力计算理论，结合InSb 焦平面探测器的典型结构，忽略铟柱阵列的影响，得到了InSb 焦平面探测器中心区域热应变和热应力沿厚度方向的分布。依据热应变和热应力分布，我们认为液氮冲击中InSb 芯片和底充胶均处于拉应力状态，硅读出电路上边2/3 部分处于压应力状态，下边1/3 部分处于拉应力状态。整个探测器四角往上翘曲，中心区域往下凸起。这些计算结果为后续探测器组件封装中平衡复合物结构的设计提供了理论参考。

采用FLUENT 中的VOF（Volume of Fluid Model）模型，对潜艇在海水有无温度梯度、有无螺旋桨转动和排放冷却水的情况下进行数值模拟，得到了潜艇在不同情况下冷却水的浮升规律，并分析了海面和其它截面的温度分布。计算结果表明：在温度均匀的海水中，潜艇静止悬浮比运动时热尾流浮升效果明显，且运动时螺旋桨的转动可加快热尾流的浮升；温度分层海水中，螺旋桨的转动作用可以把海水下层的冷水搅动翻滚至上层从而加剧了海面冷尾迹的形成。

汽车夜间会车滥用远光灯会造成晕光现象，对逆向车辆司机的视野造成干扰，导致无法看清路况极易诱发交通事故。本文从视觉观察角度出发，利用可见光和红外图像成像特点的互补性，提出HSV 色彩空间变换结合小波变换的方法对图像进行融合，解决夜间行车晕光问题，提高行车安全性。通过对融合结果的主客观分析，本文算法有效消除了晕光，同时图像均值接近120，信息熵为7.1768，基本达到最佳视觉观察效果。

天基平台下对飞机目标的探测具有距离远、目标信号能量弱的特点，需选择合理的谱段以得到较强的信号能量。本文通过建立系统对比度模型，从系统的角度分析对比度对探测谱段选择的影响，并结合目标和背景的辐射特性，对不同类型飞机在不同探测距离和探测角度下分析仿真，仿真结果表明：系统对比度可以有效选择探测的谱段，在不同波段处，系统对比度存在明显差异，且会随着探测距离和探测天顶角的增加而下降，但系统对比度的峰值不发生偏移，主要峰值点为4.15 μm 和4.4 μm，较强对比度波段为4.09～4.19 μm、4.3～4.5 μm、8～9.2 μm 和10.5～12 μm，上述波段比较适合用于飞机目标探测。

基于太赫兹时域光谱技术，提出应用太赫兹脉冲成像技术检测胶接结构中的脱粘缺陷，研究泡沫材料PMI 与钢板胶接结构脱粘缺陷的检测。实验采用反射模式，分别对粘合部分与脱粘部分进行数据测试，对比分析发现数据在时域和频域范围均有明显区别。对待测样品进行二维扫描，应用太赫兹时域信号的时间位置幅值、最大值、延迟时间和频域信号不同频点的幅值、所有频点幅值叠加值对待测样品进行成像。研究结果表明基于太赫兹时域光谱技术的太赫兹脉冲成像技术能够检测出泡沫材料PMI 与钢板胶接结构的脱粘缺陷；应用太赫兹时域信号的时间位置幅值、最大值、延迟时间和频域信号不同频点的幅值、所有频点幅值叠加值进行成像的结果，均可以分辨出样品的脱粘缺陷；不同的数据信息的成像效果不同。

热传导逆问题的研究是亚表面缺陷定量评估与识别的理论基础。本文基于非傅里叶热传导模型的正问题研究，即将材料亚表面温度的正问题计算结果作为实验测试数据，采用Levenberg-Marquart算法对半无限材料中圆柱绝热缺陷的逆问题进行了研究。分析讨论了初始假设、入射频率、热扩散长度等对反演结果的影响，并将LM 算法与最速下降法、牛顿法等其他算法进行了比较。结果表明：初始假设参数不影响LM 算法的有效性；入射频率、热扩散长度等物性参数仅会影响收敛速度的快慢，不影响反演结果的精确性；LM 算法相较于最速下降法和牛顿法具有更大的收敛范围和更快的收敛速度。

针对金属疲劳裂纹检测研究不深入的问题，本文以金属平板疲劳裂纹为研究对象，搭建了超声红外锁相热像检测实验系统，分析了调制超声激励下裂纹生热及热信号频谱的规律。研究结果表明：裂纹区域温升以裂纹根部为圆心向外呈圆形辐射状分布，而且温升逐渐递减，但是在调制频率处，裂纹区域与正常区域的相位差和幅值差明显高于其他频率处的数值。进一步，基于实验方法揭示了预紧力和调制频率等检测条件对幅值差和相位差的影响。研究成果将为超声红外锁相热像技术的金属疲劳裂纹检测研究提供理论支撑。

为了改进传统脉冲相位检测法在缺陷深度检测中存在的不足，提出了利用检测表面相位信息来进行缺陷深度反演识别的方法，研究了初始假设、窗口时间以及测温误差对缺陷深度识别的影响。研究结果表明在无测温误差时，在不同初始假设、缺陷深度和窗口时间下，缺陷深度都准确的识别；识别精度会随随机误差的增大而减小而均匀误差不改变识别精度，并且在较大的随机误差下仍有较好的识别精度，表明了利用检测表面相位进行缺陷深度反演辨识的可行性。