研究了由致密PbZr0.38 Ti 0.62 O 3 和多孔PbZr 0.38 Ti 0.62 O 3 膜层交替排列组成的多层膜在温度为420K时的介电行 为.在10 2 ～10 6 Hz的频率范围, 观测到两种截然不同的介电驰豫.位于低频区的介电损耗峰归因于空间电荷极化. 通过俄歇电子谱和电子顺磁共振谱分析, 初步判定遵从Arrhenius 律、热激活能为0.49 eV的高频介电驰豫则起源 于氧空位V ¨ 0 和Ti 3+ 形成的极性缺陷复合体V ¨ 0 -Ti 3+ 对交变电场的响应.

研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中, 提出了一种方法以检查外延前(Hg1-x Cd x ) 1-y Te y 母液的均匀性.并且, 通过减小生长腔体中的自由空间, 对气体的对流和汞回流进行了抑制, 及通过改进 工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后, 实现了 碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性, 所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了 ±0.005, 厚度控制能力达到 了±5μm , 40×30mm 2 外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10 -3 , 同生长批次材料片与片之间的组 分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上, 表面起伏小于1μm.经热处理后, 中波汞空位p型材料在 77K下具有较高的空穴迁移率.另外, 和水平推舟技术相比, 垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能 材料方面具有明显的优势, 这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都 具有重要的意义.

在中国新一代气象卫星风云三号搭载的遥感器中, 不同遥感器设有相近的通道.针对扫描辐射计(VIRR)第 四通道(波段范围10.3～11.3μm)和中分辨率光谱成像仪(MERSI)第五通道(中心波长11.25μm), 应用精确的逐 线辐射传输模式(LBLRTM)模拟计算了红外波段8～14μm大气顶向外出射的光谱辐射率, 大气廓线采用ECMWF 再分析产生的具有代表性的全球52条大气廓线数据集.结合上述两个通道的光谱响应函数, 计算了卫星接收到的 大气顶出射辐射, 从理论上分析了两个通道观测亮温之间的关系.应用2008年9月青海湖辐射校正场FY-3实际观 测数据, 检验了两个通道的关系.比较结果表明:LBLRTM模拟计算得到的MERSI和VIRR两个红外窗区通道的亮 温有较好的一致性和线性关系, MERSI稍低于VIRR, 偏差随温度的升高而线性增加.实际观测数据受诸多因素的 影响, 通道对比结果与理论模拟有一定的差异, VIRR观测亮温低于MERSI.结合MODIS的观测数据, 分别与两个 通道的观测结果进行了对比, 确认了VIRR可能较低地估计了温度, MERSI与MODIS的符合程度在温度探测的绝 对精度范围之内.该研究结果有助于评价MERSI和VIRR两个红外相似通道观测结果的异同性.

提出了基于理想斜坡模型及目标延拓空间卷积变换的采样成像系统热红外波段MTF在轨评价方法.仿真结 果表明, 该方法对性能良好的成像系统而言, 系统特征MTF值的绝对评价误差约0.05.同时, 利用2006～2008年间 的观测数据, 定量评价了FY-2C卫星热红外通道的系统MTF特性, 与卫星发射前地面测试结果基本一致.采用在 轨评价得到的系统点源扩展函数(PSF), 对FY-2C卫星热红外通道图像进行了复原处理, 得到了清晰度更高的图 像产品, 并给出了对典型台风监测结果的改进.传统在轨MTF评价方法中采用的理想阶跃模型, 可视为理想斜坡 模型中参数 N slope 为0时的特例.因此, 该方法同样适用于可见光、近红外波段的在轨MTF评价.

运用可见光/近红外光谱仪获取正常的和受稻飞虱、穗颈瘟危害而倒伏的水稻冠层光谱反射率, 采用主成分 分析(PCA)方法对反射率光谱进行降维处理, 提取2个主分量光谱.其中, 第一主分量PC1代表了水稻冠层的光谱 特性, 第二主分量PC2反映了倒伏水稻的冠层光谱变化信息.将前2个主分量作为支持向量分类机(SVC)的输入 向量, 建立分类模型.结果表明, 对受稻飞虱危害倒伏的水稻验证数据的识别精度为100%, 对受穗颈瘟危害倒伏的 水稻验证数据的识别精度为90.9%.研究表明可见光/近红外光谱可能是一种有效的倒伏水稻识别方法.

提出了一种基于短波红外(SWIR, short wave infrared)波段离水反射率为0的Ⅱ类水体大气校正算法.采用 MODIS的1.240μm和1.640μm两个SWIR波段的反射率计算出了可见光及近红外(NIR, near infrared)波段气溶 胶散射反射率, 进而反演得到了这些波段的离水反射率.应用该算法对中国东部近海及湖泊的Ⅱ类水体进行了大 气校正, 并与实测数据和常用的大气校正算法进行了比较分析, 结果表明该算法能够有效地去除大气的影响.

为了减小反射红外、透射毫米波的介质对红外/毫米波共口径目标模拟器的电场相位分布的影响, 提高毫米 波信号与红外信号的指向一致性, 将几何光学法(GO)和遗传算法(GA)相结合, 对红外/毫米波共口径目标模拟器 中的反射红外并且透射毫米电磁波的介质表面形状进行优化, 且得出了函数表达式.利用电磁仿真软件对优化后 的目标模拟器指定距离处电场幅度和相位的分布进行仿真.仿真结果表明:优化后的共口径目标模拟器电磁波相 位分布变化很小, 毫米波信号与红外信号指向具有良好的一致性.

利用可见/近红外光谱技术对市场上5种稻米进行了鉴别.以ASD FieldSpec .3地物光谱仪采集了5种稻米 的光谱数据, 各获取35个样本, 随机分成训练集(150份)和检验集(25份), 并分别采取全波段与特征波段(400～ 500nm、910～1400nm与1940～2300nm)两种方法建立模型进行分析.光谱经S.Golay平滑和标准归一化(SNV)处 理后, 以主成分分析法(PCA)降维.将降维所得的前9个主成分数据作为BP人工神经网络(BP-ANN)的输入变量, 稻米品种作为输出变量, 建立3层BP-ANN鉴别模型.利用25个未知样对模型进行检验, 结果表明两类模型预测准 确率均高达100%, 其中特征波段模型比全波段模型具有更高的预测精度, 说明利用可见/近红外技术结合PCA-BP 神经网络分析法进行稻米品种与真伪的快速、无损鉴别是可行的, 且提取特征波段是优化模型的有效方法之一.

由于原始近红外光谱数据中含有与待测组分不相关的噪音及冗余信息, 增加了偏最小二乘法(PLS)模型的复 杂程度.为了简化儿茶素的预测模型, 采用净分析物预处理法(NAP)对近红外光谱进行预处理, 提取出待测组分的 净分析物信号, 然后利用PLS建立绿茶中三种儿茶素(EGCG、ECG和EGC)含量的(NAP/PLS)模型.在模型建立过 程中, 通过交互验证的方法优化NAP因子数及模型的主成分因子数, 并且将NAP的结果与经典的标准正态变量 (SNV)光谱预处理结果相比较.比较结果显示, 经过NAP与SNV光谱预处理后, 模型的预测结果相差不大, 但是经 过净分析物预处理后, 模型的主成分因子数大大降低.研究结果表明, NAP光谱预处理算法能在保证精度的前提下 有效地简化绿茶中儿茶素含量的预测模型.

提出了一种基于生物视觉的轮廓检测模型.该模型首先在研究初级视皮层结构的基础上, 模拟了单个细胞的 响应函数.然后通过构造一个新的邻域影响因子来描述感受野神经元间的相互影响.所提模型在充分考虑邻域刺 激与中心神经元间距离、相对位置、最优朝向的差异影响下, 有效地抑制了背景纹理的干扰, 增强了具有相同结构 神经元的响应, 得到了清晰的轮廓.仿真实验表明, 本模型克服了传统算法的不足, 具有更好的检测准确性和稳定 性, 并在实际检测中得到满意的结果.

由于天线的低通滤波效应和噪声的影响, 导致无源毫米波图像严重模糊.针对该问题, 提出了一种改进的非 线性频谱外推算法, 用于无源毫米波图像增强.该算法改变了原算法中非线性滤波的方式, 并结合总变分最小化方 法对图像进行降噪处理.实验结果证明, 较之于原算法, 新算法更有效地改善了无源毫米波图像的质量、抑制了图 像中的噪声.

利用浸入式光纤采集鲜榨苹果汁分别在5mm、10mm、15mm和20mm光程下的透/反射近红外光谱, 实现对苹 果汁中糖度(可溶性固形物, SSC)和酸度(pH值)的定量预测.结果表明, SSC和pH具有不同的最佳光程长, 分别 为5mm和20mm.为了兼顾各待测量对象的浓度范围和各组分的最佳光程长, 从而提高模型的性能, 采用多光程光 谱混合建模, 研究了多光程光谱信息的提取方法.采用原始光谱直接展开所建的模型虽然能有效利用多光程光谱 的信息, 但增加了模型复杂度, 致使建模时间增长.因此, 提出了两种基于小波变换的信息提取方法, 它们在高效提 取多光程信息的同时, 能显著缩短建模时间并简化模型.其中基于展开光谱的小波近似系数建立的模型性能最优, SSC和pH值模型的SECV值分别达到0.4761 o Brix和0.0779.

某海洋水色传感器数据异常, 反演产品中有大量不规则条带.通过对大量数据进行分析, 确定其数据异常的 主要原因是各波段均受箝位(即零电平漂移)的影响.为此, 提出了基于某一清洁水体点, 利用自由平差原理进行箝 位校正的方法.其次, 将该箝位校正方法应用于遥感影像, 并对校正后的影像进行了叶绿素浓度反演, 反演产品均 匀性较好, 细节丰富.最后, 将反演产品与MODIS/Aqua 产品进行了比较, 表明经过箝位校正后的信号恢复正常.从 而为箝位校正研究提供了一个新的方法, 为海洋水色传感器的定量化应用提供一些支持.

针对被动毫米波焦平面阵列中相邻馈源波束存在的重叠区域, 采用相关的方法对相邻馈源的输出进行相关 接收, 产生了新的像素信息, 提出了一种融合干涉测量的焦平面成像方法.该方法将相干和非相干技术进行有效融 合, 增加了被动毫米波多波束成像像素的数量, 提高了成像分辨率.理论分析和仿真实验都表明该方法是有效的.

采用反向区间偏最小二乘法和组合区间偏最小二乘法优化桃糖度可见/近红外光谱的信息区间组合, 在选择 的信息区间的基础上建立了一种线性组合权重PLS模型.对近红外光谱进行二阶导数处理、卷积平滑校正后, 发现 在区间分割数为15时筛选结果最优, BiPLS所选择的信息区间为742～770nm和 862～920nm, SiPLS所选择的信息 区间为742～770nm、832～860nm和892～920nm.直接组合信息区间BiPLS和SiPLS模型的RMSEP值分别为0.386 和0.308, 线性组合权重PLS模型的RMSEP值分别为0.351和0.364.结果说明在近红外定量分析中线性组合权重 模型的建立克服了复杂样品各信息区间对PLS建模贡献率不一样的问题.

研究了原始轮廓波变换的频谱混叠问题, 设计出能抑制混叠的多尺度分解方案, 结合方向滤波器组, 实现了 一种抗混叠的轮廓波变换.在此基础上, 提出了新颖的基于抗混叠轮廓波变换的图像融合算法.该算法通过邻域一 致性测度的计算, 实现了变换系数的局部自适应融合.实验结果表明, 所提出的方法在视觉质量及定量指标上都优 于基于小波变换和轮廓波变换的传统方法.

针对SAR图像边缘检测中, 传统算法很难同时兼顾噪声抑制和对边缘完整准确定位的缺点, 利用多尺度 Wedgelet变换能够有效检测线目标的特点, 提出了一种新的Wedgelet变换的代价函数, 增强了其抑噪能力, 同时选 择了适当的分解尺度, 在没有降低逼近图像质量的情况下提高了变换速度.基于此变换, 对SAR图像进行自适应的 边缘检测.实验结果表明该方法有效克服了斑点噪声的影响, 对SAR图像的边缘检测是可行、有效的.