传统虚拟视点生成采用像素填充法对生成的虚拟视点图像进行空洞填充和伪影修复, 其修复效果无法满足自由立体显示需求。为了获取高质量的虚拟视点图像, 提出了一种基于深度卷积神经网络的虚拟视点生成方法。该方法采用随机初始化的深度卷积神经网络作为图像先验, 经过卷积神经网络结构的不断迭代, 对虚拟视点图像的空洞和伪影进行修复, 并将得到的高质量虚拟视点图像合成为自由立体图像, 用于自由立体显示。修复后的虚拟视点图像的PSNR均值为25.6, 相比传统像素填充方法有明显提升。实验结果表明, 所提方法能够实现高质量的自由立体显示效果。

介绍了近十几年来典型的氢键组装的超分子液晶材料的组装方法和分子结构, 对比其光电性能和自组装特点, 并对其在光电器件方面的应用进行展望。这类材料依据氢键组装的方式和分子结构主要分为两大类: 结构封闭型和结构开放型。与后者相比, 前者具有易于结构修饰和易于精确调控性能的特点。但两者内部的分子结构变化时, 组装的超分子液晶材料的性能均受到显著影响。分子间氢键作用组装的超分子液晶材料具有高度有序性和可精确调控性, 因此作为新型材料在有机光电器件和纳米器件等领域具有广阔的应用前景。

为了降低薄膜晶体管的寄生电容, 一种新型平坦化材料被引入。单独采用反应离子刻蚀(RIE)或增强电容耦合等离子刻蚀(ECCP)模式刻蚀该平坦化层均无法获得满意的工艺效果。为此, 提出了将RIE和ECCP相结合的方法用于新型平坦化层的刻蚀。实验结果表明: 当平坦化层厚度为2.0 μm时, 先以RIE模式7 kW/20 Pa条件刻蚀1.5 μm, 再以ECCP模式5 kW+4 kW/8 Pa条件继续刻蚀平坦化层及其下方的氮化硅, 刻蚀出的过孔图形表面光滑, 氮化硅层无底切, 平坦化层孔径均值6.12 μm。本研究结果为后续采用该平坦层材料的高分辨率、低功耗产品的设计和生产打下了坚实基础。

消色差偏振旋转器是一种可以改变入射偏振光偏振方向的光学元件, 在较宽波长范围内线偏振光通过该系统获得相同的旋转是偏振旋转器的优化设计目标。文中提出了两种结构的消色差偏振旋转器, 一种是由6片波片组成的, 另一种是由4片波片组成的。利用TechWiz LCD 1D软件进行模拟, 其中由4片波片组成的偏振旋转器透过率可以达到9975%以上, 漏光率低于0.15%; 由6片波片组成的消色差偏振旋转器的透过率可以达到99.8%～99.95%; 漏光率低于0.12%。并且波片厚度在一定范围内变化时, 透过率不受影响。结果表明这种消色差偏振旋转器可以实现入射线偏振光在正交方向的变化, 且结构设计, 参数设置较简单, 消色差性能良好, 符合消色差偏振旋转器的基本要求。

在TFT-LCD工艺制作过程中, 平板电脑产品一直存在暗态画面不均问题, 对产品良率的影响较大, 本文主要从产品设计、工艺参数调整、制程控制等方面进行研究, 分析产品暗态均匀性的影响因素。研究表明, 产品暗态均匀性主要受到暗态画面亮度和液晶显示器模组平坦度两个方面影响, 暗态画面亮度越低, 暗态均匀程度越好; 液晶显示器模组平坦度平坦度越好, 暗态均匀程度越好。结合实际生产, 通过这两个方面的改善, 探讨出一套暗态均匀性的管控改善方案, 有效地管控了暗态均匀性的程度。

TFT-LCD的摩擦工艺中, 容易产生摩擦Mura、L0 条形不均、摩擦划伤等不良。分析及验证发现: 摩擦Mura的发生与摩擦强度较弱, 聚酰亚胺膜配向力不足引起像素漏光相关。选择摩擦强度好的尼龙布, 并控制摩擦布寿命在100张基板以下, 可以有效控制不良的发生。通过工艺调整加强摩擦强度时需考虑Zara发生情况, 选择摩擦Mura和Zara总体发生较低的摩擦强度是必要的。采用摩擦辊垂直基板短边设计, 可一定程度控制摩擦Mura的发生; 长条型像素设计可从源头防止漏光产生。产品设计时避免显示区延伸区域大块金属的干涉可一定程度防止条形不均发生, 以信号层作为绑定IC引线较之开关层做引线对条形不均改善有更好的效果。棉布的棉籽剪裁、摩擦设备机台的及时有效清洁、基板来料的超声波清洗是防止摩擦划伤发生的有效保证。

本文针对当前多原色宽色域成像系统的图像信号无法在现有标准三原色信道传输、以及多原色宽色域显示系统没有多原色图像源的问题, 提出了一种基于通用三原色信道的四原色图像颜色表示方法。由四原色构成的四边形被分解为两个三角形, 位于每个三角形内的复合色光可以由三原色进行唯一地表达。若四原色成像系统摄取的彩色像素位于由红绿蓝三原色构成的三角形内, 该像素将按照标准YUV格式进行编码, 形成YUV序列; 若四原色成像系统摄取的彩色像素不位于由红绿蓝三原色构成的三角形内, 该像素将采用非标准YUV格式进行编码, 也形成YUV序列。标准YUV格式与非标准YUV格式的区别使得解码器能够盲识别彩色像素来自红绿蓝三原色还是来自其他三原色, 从而使得宽色域视频显示系统使用相应的三原色进行正确显示。实验结果表明: 本文提出的图像编码方法可以完全利用标准三原色信道传输四原色图像信号, 解码器可以100%正确识别YUV信号的三原色来源。作者利用JPEG图像压缩算法测试YUV序列, 相较于RGB三原色系统下的标准YUV序列, 非红绿蓝三原色下的YUV序列压缩率提升0.07~5.99, 色域覆盖率远远超过Pointer色域, 更加接近人眼可视色域。

为有效提高海马体多图谱分割算法的精度, 将U-Net卷积神经网络用于海马体MR多图谱分割的标签融合。算法在图谱选择阶段, 计算互信息、梯度相似性选择图谱, 避免周围组织结构对图谱选择的干扰, 选择与目标图谱更贴合的浮动图像组。在预处理阶段, 提取以海马体为中心的感兴趣区域有效降低数据规模。在配准过程中, 利用重采样代替粗配准环节, 减少了“粗”配准环节所需时间, 再采用具有良好的平滑性、连续性和拓扑保持性的微分同胚Demons精配准算法。在标签融合阶段, 提出基于深度学习理论改进的U-Net多图谱MRI海马体分割算法。实验结果表明, 改进的算法分割精度较于传统算法平均提高了5%, 算法时间缩短了50%左右。改进后的基于U-Net的多图谱海马体分割算法对目标图像海马体的分割具有高精度、高效率的特点。

为解决传统彩色图像去噪算法容易出现细节模糊、伪色彩及去噪效果不佳等问题, 文中提出了一种基于本征图像分解的稀疏表示彩色图像去噪算法。利用本征图像分解良好的色彩保持和细节恢复等优点, 将含噪彩色图像分解成反映图像真实颜色特征的反射率部分和反映图像亮度特征的光照率部分。一方面, 反射率部分仅含有部分孤立噪声点且是具有分段平滑特性的彩色图像, 因此文中采用在去除彩色图像轻度污染方面表现良好的基于稀疏表示的彩色图像去噪算法对其进行处理。另一方面, 光照率部分包含了主要噪声成分且是具有较强稀疏性的灰度图像, 因此文中采用能够保持图像细节的非局部集中稀疏表示灰度图像去噪算法对其进行处理。为了有效地求解所提算法, 文中结合正交匹配追踪法和软阈值法设计了一种新的数值解法。数值实验结果表明, 新算法明显优于经典的彩色图像去噪算法。以256×256的Boat图像为例, 在噪声方差等于20时, 新算法的PSNR值比K-SVD算法和NCSR算法分别提高了1.7 dB和067 dB, SSIM值比K-SVD方法和NCSR算法分别提高了0.11和0.09。文中所提算法在提高彩色图像去噪效果的同时能够有效地保留图像细节, 在视觉效果和客观评价指标等方面均优于传统的ROF算法、K-SVD算法和NCSR算法。

针对连续域卷积操作跟踪算法中存在的计算复杂问题和过拟合问题, 提出一种降维卷积因式分解方法和一个紧凑衍生模型。本文选取连续域卷积操作跟踪算法中的部分特征通道、因式分解卷积算子, 并结合高斯-牛顿法和共轭梯度迭代求取降维矩阵和分类器, 以达到降低系统的计算复杂程度的目的。选取服从高斯分布的若干样本, 结合联和概率密度函数及混合高斯分布模型, 构建一个更具代表性的紧凑衍生模型, 既能降低过拟合出现的风险又能保证样本的多样性。通过降低模型更新频率, 减少计算复杂度, 同时降低模型漂移发生的概率。经实验验证, 本文基于四类标准数据集获得的跟踪性能曲线积分比连续域卷积操作跟踪算法最少高出0.8%, 最多高出13%。结果表明, 降维卷积因式分解法和紧凑衍生模型可以有效地提升系统跟踪性能。

针对目前视频源的分辨率与显示器支持的分辨率不对应, 导致无法在目标显示器上播放的问题, 提出一种实时视频流缩放系统的硬件结构设计。该系统基于双三次插值图像算法, 采用了流水线的设计思路对算法的浮点运算进行优化, 采用乒乓操作的思想避免了视频流输入与输出不同步的情况, 减少了计算延时, 易于FPGA的实现, 在提高系统运算速度的同时减少了对硬件资源的消耗, 并在VIVADO环境中对该设计进行测试验证, 实现了任意比例缩放。实验结果表明, 该图像缩放系统支持分辨率为3 840×2 160的实时图像缩放, 并以最低100×100的分辨率输出, 达到了预期的效果。