胆甾相液晶被广泛应用于光学滤波器中, 但是其带宽较宽, 无法应用于窄带宽滤波器。而蓝相液晶滤波器反射带宽窄, 且其在聚合前后以及模板化重构前后稳定性非常好。因此, 本文研究模板化单畴蓝相液晶的制成与光特性, 通过多模板集成, 可以实现多波长窄带滤波器的灵活制备。实验结果表明: 单畴蓝相液晶的中心反射波长的半高宽约为35 nm,比胆甾相液晶的反射带宽要窄得多, 并且模板化过程中心波长与带宽基本保持不变。且当入射角变化时, 模板化蓝相液晶滤波器的中心波长偏移也远小于胆甾相液晶滤波器。用这种方法实现的滤波器具有很高的稳定性和可重复性。

为了得到低驱动电压、高光效的有机电致发光二极管(OLED), 本文介绍了一种激基复合物mCP∶PO-T2T。首先通过测试mCP、TPBi、PO-T2T、mCP∶TPBi和mCP∶PO-T2T薄膜的光致发光光谱, 确定了mCP∶TPBi、mCP∶PO-T2T具备激基复合物性能要求, 并分别将上述两种激基复合物作为发光层主体, 制备器件结构为HATCN(10 nm)/TAPC(40 nm)/TCTA(10 nm)/mCP(10 nm)/mCP∶X∶FIrpic(20 nm, Y ,15%)/X(50 nm)/LiQ(2 nm)/Al(120 nm)的蓝光OLEDs。当X为PO-T2T, Y=42.5%(质量分数)时, 对应蓝光器件开启电压为2.83 V, 功率效率和电流效率分别达到了35.5 lm/W和33.1 cd/A。在此基础上, 将0.2%(质量分数)的黄光磷光材料PO-01掺入上述器件的发光层, 得到了基于激基复合物主体的暖白光OLED, 该器件获得了63.7 lm/W的功率效率、61.8 cd/A的电流效率以及19.9%的外量子效率, 实现了具备低电压、高效率、色偏较小等优越性能的暖白光OLED。

为了制备快速响应的蓝相(BP)液晶电光器件, 并研究其在不同电场频率下的响应, 本文首先合成了双频液晶分子(DFLC), 将其加入蓝相母体液晶中, 得到了可双频驱动的蓝相液晶(DF-BPLC)材料。利用偏光显微镜(POM)在不同频率的电场下观察其织构及相变行为, 通过添加DFLC, 可以调控BP温域。在低频电场下, 由于电场取向作用及DFLC的弯曲结构和挠曲电效应可使得BP温域得到拓宽。但在高频电场下, BP温域有所减小。所制备DF-BPLC材料既具有频率响应特性又具有优异的电光性能, 在光电器件中有很好的应用前景。

随着显示技术的发展, Ti/Al/Ti材料需求的厚度越来越厚, 布线越来越窄。目前LTPS显示技术中常规的设计为Ti/Al/Ti材料衬底使用无机膜, 后续柔性OLED显示技术新设计中Ti/Al/Ti衬底开始逐渐使用有机膜(聚酰亚胺等), Ti/Al/Ti干法刻蚀工艺面临的挑战越来越大。本文主要研究在常规Ti/Al/Ti干法刻蚀工艺中, BCl3气体对Ti/Al/Ti侧面形态的影响以及对光刻胶刻蚀速率的影响, 实验结果表明: 随着BCl3气体流量的增加, Ti/Al/Ti侧面保护膜的厚度越来越薄, 对PR胶的刻蚀速率越来越小。本文研究结果便于更好地应对后续Ti/Al/Ti干法刻蚀衬底为有机膜的新工艺。

随着医疗显示技术的进步, 医疗内窥镜摄像系统已经由主流的2D(Two Dimensions)显示向3D(Three Dimensions)显示发展, 图像清晰度也从高清(High Definition, HD)向超高清(Ultra High Definition, UHD)转变。因此, 本文设计开发了一种基于FPGA的4K(3 840×2 160)裸眼立体显示系统。首先, 系统对双路3G-SDI图像采集并进行YUV到RGB的格式转换。其次, 使用Xilinx提供的VPSS核实现图像的缩放, 同时解决高速图像数据带宽与DDR3存储器带宽间的匹配问题。最后, 通过SBS(Side by Side)的拼接方式, 将满足立体图像输出格式的视频源通过立体显示器输出。该系统从前端立体图像的采集到后端立体图像的输出, 需要经过格式变换、缩放、缓存、同步以及拼接等多个处理过程。实验结果表明, 采用参考时钟为148.5 MHz的双路SDI输入, 经FPGA的实时处理后可实现分辨率为3 840×2 160、刷新率为60 Hz的SBS拼接格式图像, 该图像可直接驱动裸眼立体显示器。

白带常规中显微图像细胞的自动识别一直是悬而未决的难题。上皮细胞是白带显微图像中的主要有型成分, 能够直接反应清洁度等指标。针对目前白带常规中人为主观判断效率低的特点, 本文提出了一种基于纹理特征的白带显微图像中上皮细胞检测方法。首先, 应用形态学方法实现对上皮细胞等前景目标的提取; 其次, 分析前景目标的局部二值模式纹理特征; 最后, 用支持向量机实现对上皮细胞的精确分类。实验证明, LBP纹理特征在上皮细胞的检测和识别方面较其他的纹理特征提取器均取得了很好的检测效果, 精确率为89.5%, 召回率为86.0%。检测效率高, 检测时间为304 ms。本文算法已经应用于临床测试中, 并取得了很好的临床实验效果。

针对木材活节、死节、虫眼等缺陷图像的检测问题, 本文提出了一种基于深度学习的木材缺陷图像检测方法。首先, 通过对Faster-RCNN网络进行训练, 得到了可以对木材缺陷定位和识别的检测模型; 然后, 应用NL-Means方法对图像进行去噪, 通过线性滤波、调整对比度和亮度实现图像增强; 再对图像进行二值化处理, 根据像素值差异提取缺陷边缘特征点集, 实现了对木材缺陷的精细分割; 最后, 对椭圆拟合方法进行了改进, 实现了对木材缺陷边缘点集的椭圆拟合, 提供了新的木材缺陷加工方案。实验结果表明, 该算法具有较好的木材缺陷定位和分类能力, 得到了较好的分割及拟合效果, 可在缺陷修补这一环节减少约10%的木材填充量。

针对夜间图像整体亮度低、图像细节多集中在较低灰度级范围内的特点, 本文提出了一种像素级自适应融合的夜间图像增强方法。首先, 通过高通滤波的方式滤除图像的大部分暗背景信息, 以整体增强图像各区域灰度细节; 然后, 将滤波后的图像与原始图像进行像素级自适应加权融合, 其中每个像素点对应的两个权值取决于滤波图像内对应像素值与目标模糊集、背景模糊集的接近情况: 越接近目标模糊集, 滤波图像对应像素权值增大, 同时原始图像对应像素权值减小; 越接近背景模糊集, 则相反, 以此来进一步增强图像的全局对比度, 增强视觉效果。实验结果表明: 增强后的夜间图像在灰度细节和全局对比度方面都得到了显著提高。对于320×256分辨率的灰度图像, 在CPU主频为3.0 GHz的硬件环境下, 处理时间小于10 ms。 采用本文方法处理的夜间退化图像的成像质量得到了明显改善, 且其良好的实时性能够更好地满足工程应用需求。

针对KRX方法对高光谱图像进行异常目标检测时存在检测效率低和虚警率高的问题, 在充分分析高光谱图像数据特征基础上, 本文提出一种最优波段子空间方法的高光谱图像异常目标检测算法。该算法首先利用双边滤波方法对高光谱图像进行全局滤波, 充分利用双边滤波的优点, 使得高光谱图像背景信息得到抑制; 然后采用经典的自动子空间方法对高光谱图像进行波段子集划分; 再利用联合偏度-峰度指标, 在每个波段子集内选出最优波段; 最后利用这些最优波段构成新的波段最优子空间, 在此基础上, 在最优波段子空间中利用Kernel RX算法进行异常目标检测, 从而得到异常检测结果。本文利用真实的高光谱图像进行仿真验证, 获得异常目标、检测的虚警数和ROC等检测结果。结果表明, 该算法具有鲁棒性强、虚警率低和检测精度高等优点。

机载显示器通常采用基于韦伯-费希纳定律的亮度自动调节算法实现亮度的自动调节。由于显示器内部环境光测试转换电路和LED背光调节控制电路的设计、材料、器件和装配等存在差异, 会造成实际环境光-亮度变化曲线与标准变化曲线出现偏离, 导致亮度自动变化效果不能满足要求。为了使显示器的环境光-亮度变化曲线符合标准曲线, 本文提出了一套显示器环境光-亮度测试系统, 设计了测试软件的组成结构和程序流程, 通过程序控制获取实验数据并绘制曲线, 通过对实验数据及曲线的分析和比较, 完成显示器亮度自动调节算法优化。实验结果表明: 优化后的调光算法曲线接近标准曲线, 同一环境光照度对应的实际亮度值与标准亮度值误差低于3%, 满足设计要求。

实现数字图像中噪声参数的精确估计对提高图像处理的质量有重要意义。对被高斯白噪声所污染的图像进行稀疏主成分分析时, 其部分主成分的负载向量的均值与高斯白噪声标准差呈现一定的线性关系。基于此特征, 本文提出了一种快速精确的图像噪声估计方法。在该方法中, 通过对高斯白噪声污染图像添加多种已知标准差等级的新的高斯白噪声以产生多幅新图像, 然后对每幅图像进行稀疏主成分分析, 并求取多个主成分负载向量均值。最后, 通过求解一个超定方程组实现图像高斯噪声标准差等级的精确估计。实验结果表明, 本方法在低噪声(δ0=5)到高噪声(δ0=70)条件下均具有较高的估计精度和较强的鲁棒性, 在实际工程中具有一定的实用价值。

自适应光学(AO)系统为大气湍流提供实时补偿,但AO图像的对比度通常很差, 这会导致图像质量下降。本文提出了一种基于点扩散函数(PSF)重构和改进的最大后验概率(MAP)估计的自适应光学图像恢复方法。首先, 结合观测条件和AO系统的特点, 建立基于波前相位信息的PSF重构模型; 其次, 基于本文提出的算法, 建立了AO图像的迭代求解公式, 实现多帧AO图像联合去卷积过程。为了验证本文算法的有效性, 对仿真的退化AO图像进行了一系列复原实验。实验结果表明,以“Man”图像为例, 与Wiener-IBD、RL-IBD及FS-MLJD算法相比, 该算法的峰值信噪比(PSNR)测度分别提高了683%, 4.47%和2.28%, 拉普拉斯梯度模(LS)值分别提高了22.2%, 17.9%和12.1%。本文的研究结果对实际的AO图像恢复具有一定的应用价值。

针对目前低压电力线通信技术的传输复杂性及外部噪声失真等问题, 本文基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)调制技术模型, 建立了低压电力线信道的通信传输模型, 并在MATLAB软件中仿真研究了低压电力线通信系统的传输特性及抗噪声效果。研究结果表明, OFDM技术能够有效提升低压电力线通信系统的传输性能, 并显著降低通信系统的噪声影响。该技术具有较好的市场应用前景及竞争力。