采用热聚合分相法制备了聚氨酯基聚合物分散液晶(PDLC)薄膜, 研究了不同聚合温度及不同单体浓度下制备的PDLC薄膜的电光性能, 并结合扫描电镜探讨了聚合物网络形貌与电光性能之间的关系。研究发现：当单体质量分数为30%, 聚合温度为343.2 K, 制备的PDLC电光性能较为理想。

针对彩色高清图像远程网络传输带宽需求过大的问题, 提出了基于ADV212图像压缩芯片结合FPGA的压缩、传输解决方案。设计中以彩色高清Bayer格式CMOS作为图像传感器, 使用ADV212实现对图像的快速高质量压缩, 通过FPGA实现整个系统的控制逻辑, 实现对ADV212的配置、驱动以及压缩前图像的分配和压缩后码流数据的打包处理。实验表明该系统可以保证接收图像具有较高的峰值信噪比, 能够长期稳定地工作在36 Mbyte/s的图像输入条件下, 且该系统具有体积小、使用灵活方便、带宽占用低和压缩率可调等优点。

以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA与TI公司TMS320C6455型高速DSP为核心处理器设计多核架构的应用于周扫式红外预警系统的实时图像处理平台。设计过程中, 在FPGA内部引入多路扫描机制取代传统周扫式红外预警实时图像处理系统所采用的等待机制以改善系统的实时性; 处理器间按SRIO协议实现高速通信, 最终处理结果通过PCI-e传输模式发送至主控计算机。实验表明, 所设计平台能够满足周扫式红外预警系统实时性要求且在反应时间、虚警率和漏警率方面优于传统实时图像处理平台。

针对森林背景与烟雾的分形纹理结构的不同特性, 提出了改进差分盒维数的烟雾分割方法。首先, 在已有的差分盒维数算法基础上, 扩大子窗口的选择范围, 计算每个像素的分形维数值并分析得到的其分形特征数据; 然后, 选择合适的阈值对像素进行分类, 筛选出符合烟雾特征的像素, 从而实现烟与森林背景的分割; 最后, 应用形态学中膨胀算法进行连通处理。实验结果证明, 基于改进的差分盒维数方法对以树木为背景的烟雾图像具有较好的分割效果。

为解决VGA显示系统因基于计算机或专用芯片而不易携带和更改的局限性, 采用可实现用户自定制内核功能的SOPC技术, 完成PS/2键盘控制下VGA字符和图像显示系统设计。在FPGA中构建32位NIOS Ⅱ内核, C语言编写主程序, 采用AVALON总线连接外设驱动控制器和基本PIO接口, 连同VGA时序模块与缓存器组成的VGA控制器, 实现系统软件; 基本硬件电路、外部存储芯片、PS/2键盘、VGA接口和串口电路构成硬件平台。系统最终实现SOPC内核移植和在PS/2键盘控制下由CRT显示器显示字符和图片的功能。

为满足影像引导手术(IGS)中高分辨率、海量数据的实时渲染, 提出一种基于GPU的虚拟内窥镜场景实时绘制算法。该算法针对虚拟内窥镜渲染数据的特点(管腔数据占总数据比例小, 5%左右), 首先对图像进行自动分割, 得到管腔组织的分割数据; 仅将分割后的数据一次载入图像显存, 利用光线投射算法进行渲染, 并在多GPU负载方面做了优化。充分利用GPU渲染和并行计算的能力, 实现了海量数据(1 024×1 024×1 024)的实时渲染。

为方便对OLED器件的各项性能进行测试, 研发了一种OLED器件光电性能集成测试系统, 实现了在同一个软件下的OLED器件的电压、电流、亮度、光谱、色坐标和寿命等特性的集成测试。介绍了计算机与各测试设备的通信方法, 通过计算机控制测量仪器对OLED器件进行测量。使用了Microsoft Visual 2005开发工具, 利用MFC(Microsoft Foundation Classes)开发出了图形用户界面下的应用程序。利用TeeChart(西班牙Steema公司研发的图表控件)控件实现了OLED器件性能特性曲线的实时动态显示, 并能够对不同器件的测试结果进行性能曲线的对比。编写了色坐标助手软件, 实现对测试软件测试的光谱数据的分析显示功能。

系统采用PCI-1428图像采集卡、CCD图像传感器及摄像机、PC机搭建VFD显示图像缺陷检测硬件平台, 采集VFD图像; 并用LabVIEW与IMAQ-VISION软件进行图像自动拼接、图像缺陷检测、工作台控制以及数据库等系统软件设计。为了获得较好的图像效果, 针对采集的VFD图像特点, 先用灰度变换、平滑滤波、灰度阈值分割、图像二值化等方法对其进行预处理, 接着完成VFD显示图像的图案连码、断码、缺损和疵点等多种缺陷检测。经测试和实际运行, 结果表明该检测系统具有速度快、范围宽、精度高、漏检误检率低等一系列优点, 检测结果理想, 实现了预期的检测功能和检测效果。

显示器的色度和亮度可以通过彩色亮度计进行测量。小视场滤光片式彩色亮度计因其低成本在生产线上应用广泛, 而近来出现的影像式彩色亮度计虽然也属滤光片式, 但是由于其探测器不同而具有大视场, 且结构、原理和性能与前者都有差异。量化比较这两类滤光片式彩色亮度计的性能, 可以为影像式彩色亮度计的质量评估提供依据。文章分别选取两类滤光片式彩色亮度计中的代表型号, 通过进行原理分析和实验验证进行对比分析。结果表明, 影像式彩色亮度计的性能不低于小视场滤光片式彩色亮度计。

在包含碳化硅核壳微球的向列相液晶中, 理论计算发现在13~13.2 μm中红外波段范围出现了负折射率。由于强烈声子激化共振产生大的介电常数, 碳化硅微球在13.1 μm附近产生负磁导率。通过确定壳层材料的等离子参数, 获得了负折射率。电磁模拟解释了负介电常数和负磁导率产生的机理。

成功地合成了二胺单体十二烷氧基苯-4′,4″-二氨基三苯胺(DPDTA), 并用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)和二苯醚四羧酸二酐(ODPA)共缩聚, 采用低温缩聚-热酰亚胺化、通过调节共聚物组成制备了2种聚酰亚胺(PI)。利用FT-IR、NMR、UV-Vis 与DSC 等手段对合成二胺单体及PI进行了结构表征和性能测试。研究了其取向性能、透光性能和耐热性能。结果表明, 在摩擦前, 含10% DPDTA的PI不能诱导液晶分子取向, 含25% DPDTA的PI能诱导液晶分子垂直取向, 预倾角可达89.6°。而摩擦后, 两种PI都能使液晶分子平行取向, 预倾角分别为1.8°和2.4°。两种PI膜在500~800 nm区域透光率都在80%以上, 玻璃化温度都在230 ℃以上。

在HAN液晶盒撤掉外加电压的过程 (即弛豫过程)中, 假定电压的开关时间为有限的, 把电压处理为时间的指数衰减函数。在这一假定下, 对撤掉外加电压后HAN液晶盒中指向矢的分布情况进行研究, 得到了对HAN液晶盒的弛豫过程有影响的电压开关时间的范围。

通过手性液晶的Landau-Ginzburg-de Gennes理论和Lech Longa的简化手性模型理论在四阶累积展开的帮助下给出蓝相Ⅲ到各向同性相相变系统自由能高阶项的计算结果, 分析了相变比热与约化温度的关系, 得出了蓝相Ⅲ到各向同性相的相变结束于一临界点, 从而说明蓝相Ⅲ为各向同性相。

蓝相液晶具有高度流动的自聚集的三维立方缺陷结构, 在高度手性的液晶中, 它们存在于狭窄的温度区间。分子中引入适当的手性中心可以制得蓝相液晶。由于氟原子的特殊性, 在液晶核分子中引入含氟二苯乙炔, 可以得到黏度低、双折射率及清亮点高的液晶材料。文中介绍了6类含手性端基的含氟液晶化合物(其中有一个化合物不含氟原子)。通过偏光显微镜和ＤＳＣ 对其相变行为进行了研究。结果表明: 共有13个化合物显示蓝相; 化合物结构中手性中心的细微差别都会导致蓝相的出现或消失。

以2-甲基蒽醌为原料, 经两步反应合成了3,3′-二甲基-9,9′-联蒽, 并通过核磁共振、元素分析等对其结构进行了确证和表征。该方法工艺简单, 反应步骤少, 收率高, 绿色环保。同时探讨了不同还原剂及配料比对反应收率的影响, 并利用紫外-可见光吸收光谱和发射光谱对其光学性能进行研究。研究表明, 该化合物在近紫外光激发下发出明亮的蓝光, 发射中心波长位于447 nm处, 荧光量子效率为是9,9′-联蒽的1.18倍, 是一种良好的蓝光材料。

利用十八胺改性的酞菁绿G作为绿色显示颗粒, span80为电荷控制剂, 四氯乙烯为分散介质, 油溶黄为背景色, 制备稳定的电泳液, 采用界面聚合法制备出电子墨水微胶囊。研究了改性后的酞菁绿G 颗粒在电泳液中分散性和颗粒大小分布, 通过SEM照片证明, 当十八胺的质量分数为4%时, 酞青绿G在四氯乙烯下分散效果最好。对电泳液进行微胶囊化处理后, 在E=50 V/mm电场下, 微胶囊中的颗粒可以进行可逆运动。

采用透明材料ITO和AZO为源漏电极, 在室温下利用射频磁控溅射方法制作了底栅结构的非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管。实验发现, 制备的薄膜晶体管均表现出了良好的开关特性。其中采用AZO为电极的薄膜晶体管的场效应迁移率为1.95 cm2/V·s, 开关比为4.53×105, 在正向偏压应力测试下, 阈值电压的漂移量为4.49 V。

应用光栅等分光元件对视差图进行空间分离是实现立体显示的重要方法之一, 介绍了狭缝光栅作为分光元件实现立体显示的原理, 建立了子像素发光经过多个周期狭缝光栅的数学模型, 分析狭缝光栅参数及子像素发光宽度对视区及立体显示器亮度的影响。结果表明, 在对狭缝光栅参数设计过程中需要综合考虑视区特性与显示器亮度, 狭缝的透光比应控制在0.2~0.3, 在样机生产过程中将透光比定为0.25, 采用高亮背光模式以补偿立体显示器亮度, 取得了较好效果。结果对狭缝光栅的参数设计具有指导意义。

通过介绍真三维显示技术与无标记空间定位原理, 提出了真三维两点触控实现方法, 搭建了真三维两点触控定位与识别系统。针对真三维空间定位绘制、空间两点跟踪和手势识别问题, 研究了真三维两点触控交互方法。实验证明, 在不需要佩戴任何标记和传感器的条件下, 基于光学的空间两点触控方法与系统能够满足真三维显示的人机交互要求, 且环境光的变化不干扰人机交互的操作。

偶氮基团(—N=N—)在适当波长光的照射下, 会发生可逆的顺反异构反应, 这一反应中偶氮分子构型上的变化会影响到蓝相液晶中脆弱的晶格结构, 并造成晶格参数的变化, 进而影响到选择性反射波长的变化, 甚至有时会造成蓝相相态的消失。文章合成并将几种偶氮化合物掺入手性向列相液晶中, 再变温至BPI, 对比了这几种偶氮化合物对蓝相液晶选择性反射波长的影响, 从而得出更有实际使用价值的偶氮分子, 在此基础上还从分子结构角度分析了产生差异的原因, 为进一步的改进工作提供了方向。

便携式裸眼3D设备屏幕规格众多, 在基于嵌入式系统多规格小尺寸液晶屏的便携式设备上实现立体显示效果, 需在嵌入式系统支持下对立体图像进行缩放和插值处理, 满足左右眼图像的准确观看。文章对安卓操作系统中3D图像处理进行研究, 应用安卓提供的函数获取屏幕物理像素和图像实际分辨率, 并根据二者的参数使用失真度小的线性缩放技术和列插值融合方法完成左右格式3D视频和图像的立体播放。 在多规格普通2D液晶屏的便携式设备上进行了验证得到正确显示。

在连续弹性体理论的基础上, 采用差分迭代数值分析方法仿真模拟了液晶闪耀光栅中的液晶分子指向矢二维分布情况。利用液晶的电控双折射特性, 对液晶光栅电极施加经过插值计算以及修正后的周期电压, 使之形成光程差阶梯形分布, 具有二元光栅结构的液晶闪耀光栅。得到了液晶光栅的光程差以及相位延迟曲线。通过实验, 采用四分之一波片法作出了相位延迟随电压的变化关系曲线, 验证了仿真结论, 给出了周期电场分布的液晶闪耀光栅在正交偏光下的显微照片。

为了提高其检测频率及灵敏度而将爬山搜索算法应用在投射式电容触摸屏感应电极的电容检测上。利用计算机程序的控制以及一定的检测电路, 在一高精度的投射式电容触摸屏上实现了普通或改进的爬山搜索算法。对程序运行过程的分析可知, 相比于传统的检测方法, 采用爬山搜索算法可以将高精度投射式电容触摸屏的检测频率提高几倍, 而相对于普通的爬山搜索算法, 采用改进的爬山搜索算法还可以提高投射式电容触摸屏的抗局部干扰能力。最后, 采用划线法的灵敏度测试也表明, 爬山搜索算法可以有效地提高投射式电容触摸屏检测灵敏度。

研究开发了一种采用液态光学胶在液晶显示器前贴合盖板的方法, 提高了显示器强阳光下的对比度, 实现了液晶显示器在阳光下可视。通过改进工艺, 提高了生产良率, 质量更稳定, 可靠性更高, 增强了液晶显示器在高端、户外等领域上的竞争力。简述了液晶显示器阳光下可视性的原理和方法, 重点介绍了液态光学胶贴合技术的实施工艺和应注意的问题及解决办法, 并对该技术的优缺点和应用前景进行阐述和分析。

LED发光在亮度和色度上有一定的离散性, 会明显降低LED显示屏的图像质量。文章给出了一种色域校正方法, 能在改善LED显示屏的亮度、色度均匀性的同时, 确定LED显示屏的显示色域。建立了LED显示屏显示颜色的线性数学模型, 对LED显示屏色域校正的目标色域进行了分析, 给出了将LED屏幕所有显示像素的显示色域范围校正到目标色域的方法, 并通过“白平衡”来实现对颜色色坐标的精确控制。实验结果显示, 该方法可以将LED显示屏显示色域精确校正到目标色域。

在图像处理中图像数据交换量大, 图像数据传输是图像采集处理系统的关键环节。EDMA 是DSP中用于实现数据快速交换的重要技术, 具有独立于CPU的后台批量数据传输的能力。文章基于TI公司TMS320DM642芯片的图像采集处理系统, 利用EDMA的数据传输方式实现视频数据信号高速实时传输。介绍了DSP的外部存储器接口与FPGA的FIFO存储器有机结合进行数据传输, 分析了其设计的整体结构与逻辑控制的功能, 并着重分析了基于EDMA Ping-Pong数据传输方式的原理及其应用。另外, EDMA 中断服务程序调用CPU对已搬移完成的图像数据块进行处理, 不仅提高了数据的传输效率, 而且节约了CPU资源, 使DSP的高性能得到了充分发挥, 从而为视频信号处理的实时性奠定了基础。