利用双轴向列相液晶的连续体弹性理论研究畴壁, 在双轴相中发现了9种不同的畴壁。这些畴壁的形状与单轴向列相中的畴壁相似。忽略展曲形变和弯曲形变之间的弹性各向异性, 发现双轴相中的展-弯曲壁与扭曲壁有相似的解析解。通过对展-弯曲壁进行数值计算, 发现弹性常数的比值会影响畴壁的宽度。

对钠钙平板玻璃进行切割形成后封装面板。结合高效的丝网印刷技术, 在后封装面板上制作了半圆组阴栅结构。烧结的银浆层用于形成导电电极组中的双长条电极, 而固化的绝缘浆料则用于构成绝缘层。碳纳米管直接制备在长条电极的表面, 呈现双半圆形状, 用于进行电子发射。栅极则是固定在碳纳米管阴极的上方, 栅极和阴极之间依靠栅极基底而相互隔离。测试结果表明, 应用半圆组阴栅结构, 能够进一步降低阴极-栅极之间的电容效应, 提高碳纳米管的电子发射能力, 并增强三极场发射显示器的驱动灵活性。以碳纳米管作为阴极材料, 进行了三极结构小型场发射显示器的研制。该三极显示器具有良好的场致发射特性, 高的发光亮度以及优良的发光图像均匀度, 其开启场强约为2.12 V/μm, 且制作成本低廉。

电视产业发展的必然趋势是立体视频, 而三维立体显示中, 液晶透镜技术被广泛应用。液晶透镜中使用的液晶化合物需要大的折射率各向异性和低的旋转黏度。文中新开发了一系列双炔结构的新单体, 对新单体进行了热分析与折射率各向异性数据的拟合。对在不同位置用氟取代基, 可以降低化合物的熔点, 并拉宽了向列相范围的现象进行了分析。新单体应用在液晶混合物中, 能够达到较大的折射率各向异性, 多组分可以大大降低混合物的熔点, 可以使用在液晶透镜中。不过双炔结构还存在抗紫外性能较差的问题, 需添加抗紫外剂等添加剂, 并在单体提纯工艺上还需要改进。

氧化锌基薄膜晶体管(ZnO-TFT)器件的性能受到多种因素的影响, 如半导体有源层、栅介质层的质量、栅介质与有源层的界面质量, 其中有源层的质量起到至关重要的作用, 而在影响器件有源层方面, 制备方法是其中一个重要的因素。目前, 已有多种ZnO半导体有源层制备技术应用于ZnO-TFT的制备(如原子层沉积、脉冲激光沉积、射频磁控溅射、溶液法等)。为了更直观地了解各种制备技术所获得的ZnO-TFT器件性能的优劣, 并让研究者在选择制备技术时有所参考, 文章概述了各种有源层制备技术的特点, 并比较了这些制备方法所制备的ZnO-TFT器件性能。通过对比各器件性能参数可以发现, 脉冲激光沉积和射磁控溅射所制备的ZnO有源层具有较优的性质, 并被广泛使用。文章还对ZnO-TFT的优化方法做了简单介绍。

聚噻吩衍生物PEDOT∶PSS是一种可溶于水, 由氧化的聚乙氧基噻吩链和聚苯乙烯磺酸复合物构成的导电聚合物, 普遍应用于有机光电器件的制备中。其电子电导率经化学或物理方法处理后会有较大的改变。高电导率的PEDOT∶PSS可望用于替代无机半导体及金属电极用于光电器件的制备。文章总结了使用化学方法在商品化的PEDOT∶PSS中添加有机或无机混合物, 以及添加金属纳米粒子和纳米碳材料等对聚合物导电性能的改进方法。

柱透镜光栅投影3D显示系统由定向反射屏(包括柱透镜光栅和漫反射屏)和若干个投影仪组成, 可实现多视点不同立体图像的显示。为了确定该系统可设置的投影仪个数、可实现的视点个数、串扰以及较小串扰前提下视点的宽度, 文中通过分析柱透镜光栅投影式3D的显示原理, 给出了单个投影仪主次视区距离的计算公式, 同时给出了单个投影仪主视区宽度的计算公式, 并利用TracePro光学仿真软件验证了公式的准确性。由主次视区距离进一步得到了该3D显示系统中可设置的投影仪个数及视点个数, 并根据主视区宽度及视点个数分析了串扰大小、每个3D观看视点的宽度。文中给出的实际设计参数举例中, 都实现了8~20个3D观看视点。当主视区宽度接近人眼瞳孔距离(取65 mm)时, 可实现串扰小于10%的前提下, 每个视点宽度达到40 mm左右。

利用润湿/去润湿的方法配合旋涂工艺制备了图案化的TIPS-并五苯有机半导体薄膜, 制备了顶接触有机薄膜晶体管 (OTFTs)。金相显微镜观察发现, 转速的选择对TIPS-并五苯薄膜结晶形貌的影响较大。在1 000~2 000 r/min转速下制备的薄膜完整性好, 结晶区域较大; 而转速增加到3 000 r/min后, 难以获得完整的薄膜且晶粒尺寸变小。电学性能研究得到器件的输出曲线、转移曲线、开关电流比、阈值电压、场效应迁移率, 发现结晶形貌好的器件具有更好的电学性能。1 000 r/min转速下制备OTFT器件最大场效应迁移率为5.16×10-2 cm·V-1·s-1, 电流开关比为8×103。

为了减小人眼离焦像差对液晶自适应光学视网膜成像系统的过大压力, 设计了一种基于液体变焦透镜的离焦补偿机构。该离焦补偿机构能连续调焦, 且无需任何组件平移运动, 有利于小型化。根据该液体透镜的曲率压变的变焦原理, 选择适当传动比的蜗杆传动作为旋转进动“放大”机构, 放大了外压环旋转角度与屈光度的对应关系, 设计出步长为0.2D的离焦补偿机构, 为液晶自适应光学视网膜成像系统的高对比度成像提供了保障。

提出了实验上在特定光路条件下测量液晶空间光调制器的偏振调制特性的原理与方法, 探索了定标液晶空间光调制器对入射偏振光分别进行相位调制与振幅调制时调制特性的原理与实验方法, 实验测定了LC-SLM在特定光路条件下分别进行偏振调制、相位调制与振幅调制时的调制特性参数。

开发了液晶分子在双重电场作用下, 扭曲排列稳定性增强的广视角技术, 这种架构搭配负性液晶的开启响应速度略大于正性液晶, 关闭响应速度与正性液晶一致, 穿透率约提高了10%。分析了三电极作用下穿透率分别与响应时间和电压的关系, 有效地解决了FFS和IPS对广视角技术的垄断。

实验采用美国国家标准与技术研究院的环境光对比度测试方法测试目前市场上常用的几种显示屏幕的环境光对比度, 测试样品包括: 透射式液晶显示器, 半反半透式液晶显示器, 电子纸, 彩色电子纸, 微机电干涉仪调制显示屏。并在阳光下对几种不同显示器的室外可读性做了目测比较。通过本次实验对显示器的室外可读性给出了定性及定量的分析, 找到了各种显示器提高室外可读性的方法: 提高液晶显示器亮度可以提高室外可读性, 提高半反半透式屏幕及反射式屏幕反射区域的反射率可以提高其室外可读性。

结合阴极射线管显示器的显色特性, 设计了用显示器显示目标光栅测量人眼红-绿和蓝-黄对立色对比度敏感的实验方案, 测量了11位观察者的人眼彩色对比度敏感视觉特性的数据, 并对测量数据进行了拟合, 通过理论分析和结合前人的经验, 提出了一种人眼彩色视觉特性的CSF数学模型, 且与国外拟合结果做了对比。结果表明, 基于显示器测量、拟合和理论分析提出的CSF模型能够较好地反映人眼空间视觉特性, 是一个具有一定科学性的人眼视觉特性数学模型。

三基色LED背光存在两个独立的配色自由度, 约束条件为夜视辐亮度不超标及与参考点之间色坐标偏差最小, 在这两个约束条件下存在惟一最优的配色方案。文章通过二元线性回归方法, 得到色坐标和辐亮度之间的近似依赖关系, 并给出通过最少三次试配色获得的辐亮度测量结果推出最佳色坐标配置的计算方法。通过对多于三次测量数据残差的分析, 表明在基本测量精度和样本点选取范围内, 辐亮度估计的偏差可以控制在2%以内。

介绍了偏振式3D显示, 用琼斯矩阵推导偏振式3D显示形成视差的原理, 得出最准确补偿值。并提出一种负色散特性的补偿膜用于偏振式3D显示。文中用两张补偿膜和两张偏光片组成光学系统, 模拟偏振式3D显示产生视差的部分, 用紫外可见分光光度计(UV-2450)测试系统的透过率, 用位相差值测试仪(RETS-100)测试补偿膜的补偿值和色散特性。应用负色散特性的补偿膜, 偏振式3D显示具有更好的视差, 可以降低甚至消除使用中对观看姿势的要求, 从而实现更加优质的3D显示效果。

由于单独使用数字算法会导致灰度级降低, 而单独使用模拟算法难以实现微调或者电路过于复杂, 文章采用数模结合的方法实现了AM-OLED的白平衡, 即通过先后进行模拟调节和数字调节, 弥补了二者的不足。先根据三基色确定驱动电压, 完成了模拟调节。再进行数字调节, 采用了基于L-M优化法的BP学习算法, 对OLED的传输特性曲线进行拟合。该算法与传统BP算法相比学习速度得到了提高, 网络的收敛加快, 避免了系统陷入局部极小的状况。仿真结果和显示结果表明, 这种方法实现了图像的白平衡。

提出了一种新型有源矩阵有机发光显示用电流编程型像素驱动电路。该像素电路由3个开关薄膜晶体管、一个驱动薄膜晶体管、一个存储电容和两条控制线构成。仿真结果表明, 该4T1C像素电路可以补偿薄膜晶体管阈值电压的非均匀性以及有机发光二极管阈值电压的漂移, 发光电流的平均非均匀性为4.63% 。值得指出的是, 同传统的电流编程型像素电路相比, 本像素电路存储电容的接法可有效提高电路响应速度。此外, 还分析了寄生电容对像素电路工作的影响。

为了有效地写入和读出在LED大屏幕显示控制系统中使用的校正系数, 开发了基于USB接口和FPGA的LED大屏幕显示校正系数配置系统。介绍了串行Flash及其在LED显示系统中的作用。设计了系统的硬件电路, 包括高速USB接口控制芯片和FPGA。设计了系统的软件程序, 包括USB固件程序、PC端用户程序和FPGA配置程序。实验结果表明, 该系统能够准确写入和读出校正系数, 擦除每个扇区大约0.6 s, 数据写入速度可达到2.3 Mbit/s, 数据读出速度可达到30 Mbit/s。该系统在LED大屏幕显示控制系统的校正系数维修中能够起到重要作用。

分时驱动式LED显示技术已经很成熟, 但是由于高频硬件电路运行时会在电路板级产生寄生元件, 导致显示图像发生串扰。文章分析了实际电路中产生寄生电容的原因, 采用稳压电路消除行间寄生电容, 并基于FPGA设计了输出两态的列驱动电路。实验结果表明, 相比于传统的分时驱动式LED能够彻底消除图像串扰现象。

为了适应高性能电子仪器仪表前端显示的应用需要, 提出了一种高速FPGA处理器控制低速液晶显示模块的实现方案。阐述了内置T6963C液晶显示模块的特性, 给出了FPGA与液晶显示屏TG240128A的硬件接口电路。依据图形显示编址方式和命令设置方法, 利用Verilog HDL硬件语言完成了液晶显示驱动模块设计,实现了图像数据的图形显示。仿真测试结果表明: 基于FPGA的显示驱动电路能够产生正确的时序, 发送数据符合T6963C控制器指令顺序, 完成图像数据的显示。该系统能够有效解决高速FPGA对低速 LCD的驱动及显示问题, 在可视化设计中具有一定应用参考价值。

文章提出一种胶片注释方法, 利用OLED器件将胶片相机曝光时刻的注释信息(包括飞机、相机以及环境信息等)显示出来, 并通过物象共轭光学系统将注释信息成像在胶片上。工程应用表明, 采用该注释方法设计的注释器件使得胶片图像有了注释信息, 为胶片图像的后续处理与分析提供了必要的分析数据, 提高了图像处理和分析的效率, 并且有利于胶片图像的判读、分类和管理。

提出一种基于图像处理的消除串扰方法, 该方法在不对器件本身作任何改动的前提下, 通过对显示图像内容进行预处理来消除三维图像中的串扰。通过matlab测试和生成不同串扰等级的图片, 运用该方法对这些具有不同串扰等级的图片进行算法的仿真和验证。同时采用主观实验, 对具有不同等级的串扰图片和相应的串扰消除图片进行比较与评估, 验证了消除串扰方法的有效性。

基于Bayer模板的单CCD 相机通过彩色滤波阵列采集图像数据,图像中的每个像素只有红、绿、蓝3种颜色分量中的一种, 为提高图像分辨率, 获取高质量的彩色图像, 需要通过色彩还原方法恢复另外两种颜色分量。线性插值方法算法简单、运算速度快, 在数字图像色彩还原中经常采用。文章结合Bayer模板结构特点, 介绍目前常用的3种色彩还原插值算法, 包括基于像素复制法、双线性插值法和高质量插值法, 分析和讨论了这些算法的思路和性能特点。通过样本图像色彩还原对比实验, 对各种算法进行了图像质量和处理速度性能比较, 结果表明,高质量插值法还原图像细节丰富, 具有最佳的色彩还原性能。文中最后对色彩还原技术的未来发展趋势进行了展望。

以电子稳像为背景, 为解决难以实时根据偏移量对视频图像进行补偿的问题, 设计了基于FPGA的运动补偿系统。对视频进行采集后提取出了灰度分量便于处理; 用乒乓存储解决去隔行处理中视频数据量大、硬件资源有限的问题; 用片外SRAM作为帧缓存, 通过操作读写地址和控制VGA时序实现了图像的平移显示, 同时满足实时性的要求。最终实现了对视频图像的实时平移, 并最终在VGA上显示。系统全部由硬件编程实现, 实验结果表明可以满足功能需求, 显示效果良好且扩展性强。

为了同时改善遥感图像的空间分辨率和光谱分辨率, 提高遥感图像信息量, 提出了一种基于非下采样轮廓波变换的全色图像与多光谱图像的融合方法。首先, 对多光谱图像进行HIS变换, 获取其亮度分量; 分别对多光谱图像的亮度分量和全色图像进行非下采样轮廓波变换, 获取其高低频系数; 采用脉冲耦合神经网络算法和加权融合对高低频系数进行选取; 最后, 经过逆HIS变换和逆非下采样轮廓波变换获得最终融合后图像。实验结果表明, 本文融合方法处理后遥感图像的光谱失真少, 信息量和清晰度都优于其他传统遥感图像融合方法。

为了对月基极紫外相机输出的科学数据进行采集, 将其生成图像并实时显示, 设计了月基极紫外相机图像采集与实时显示系统。该系统选用XILINX公司的Virtex II系列FPGA作为图像采集和处理以及控制中心, 完成科学数据接收、图像数据生成和存储以及USB接口控制功能,利用RS-422接口实现与极紫外相机的通讯功能, 利用LVDS接口接收相机发送的科学数据。输出的图像数据通过USB总线传输到上位机, 由上位机形成图像并实时显示。该系统与极紫外相机进行了联合成像实验, 实验结果证明, 本系统在光子计数率为66 kcps的情况下, 能够正确地采集科学数据将其转换为图像数据并实现实时显示功能。

提出一种新型、高效的基于B2DPCA(双向二维主成分分析)和ELM(极端学习机)的人脸识别算法, 该算法是根据曲波变换分解人脸图像和一种改进的降维技术, 通过B2DPCA生成识别特征集来训练和测试ELM分类器, 提高识别精度。通过大量实验, 并把实验结果与现存技术进行比较, 结果表明B2DPCA+ELM算法有效地提高了识别准确率, 并降低了对原型数量的依赖。将来有望能把局部特征和基于曲波分解的全局信息结合起来应用到识别精度和分类速度上。

LCM的驱动控制模块性能往往较低, 为了使彩色液晶显示模组的图像彩色得到增强, 并保持原来的色调不变, 提出了一种适于性能较低的控制模块的图像增强算法; 算法采用彩色空间灰度值缩放相同的比例因子, 且灰度值不溢出, 像素RGB分量得到相同增强。实验结果表明, 该算法运算复杂度小、增强后图像彩色丰富, 综合性能优良。

立体匹配中, 低纹理区域容易产生匹配多义性, 导致失配, 为了解决低纹理匹配问题, 通常采用增大聚合窗口或全局优化算法(如: 动态规划算法), 但是此类算法会导致边缘处的视差模糊不清, 因此, 文章提出了一种基于边缘图像的快速立体匹配算法。首先, 对立体图像对进行边缘检测和Sobel滤波; 然后, 基于Sobel滤波后的图像, 先后计算水平聚合代价和垂直聚合代价; 最后, 利用WTA(Winter-Take-All)优化算法得到最终视差图。实验中, 对视差稠密度和准确度进行了定量分析, 左右一致性检验平均达标率超过了88%, 结果表明, 本算法使用边缘提取取代图像分割作为代价聚合向导, 很好地解决了低纹理区域立体匹配问题, 同时大大提高了匹配效率, 获得了准确可靠的视差图, 达到了自主导航系统的要求。

为了获得更加清晰、更高质量的图像, 设计了以高性能DSP芯片TMS320VC6455作为中央处理器, 结合现场可编程门阵列FPGA构成外围电路逻辑控制的嵌入式高速图像增强处理平台, 并提出了一种新的快速自适应图像增强算法。首先将彩色图像从RGB空间转化为HIS空间, 然后对亮度空间进行多尺度Retinex增强处理, 最后进行对比度调节处理并转化到RGB空间进行输出。利用真实图像验证了本文提出的方法, 实验结果表明, 该系统可以有效地提高对比度, 获得了较好的增强效果, 同时计算时间少, 能够满足工程中的需要。

设计并合成了两类含氟的负性液晶化合物, 通过偏光显微镜和差示扫描量热仪的检测两类液晶化合物都为向列相液晶, 且具有很好的液晶性能。全氟二苯乙炔类负性液晶具有很高的清亮点和低的黏度; 全氟二苯亚乙基类负性液晶具有很低的黏度和小的双折射率, 前者可作为自适应光学系统空间光调制器液晶材料; 后者可作为TFT-LCD混合液晶材料中的减黏部分。两个目标化合物分别是通过sonogashira交叉偶联反应和钯催化加氢还原反应得到的。