数字显微像面全息技术研究

提出一种数字显微像面全息术（DMIPH）。微观物体的离轴像面全息图直接记录在CCD上，经过2次快速傅立叶变换和数字频谱滤波，得到了显微物体放大的再现实像，并进行了详细的理论分析和实验研究，提供了以分辨率板为实验样品的实验结果。研究表明，这种技术可应用于微观物场成像和定量测量。     

数字全息显微中的准直光再现

为了准确重建微小物体三维物场,采用理论分析与计算机模拟相结合的方法,研究了如何用准直光重建大数值孔径数字全息图,分析了用球面参考光波再现失效的原因,得到了位相重建的表达式;分析了由于记录距离和参考点源偏置的测量误差而导致位相重建像的畸变,作了计算机模拟验证。结果表明,对于强度重建,只要能够记录高质量的全息图,就可以得到准确的再现结果;而对于三维物场重建,只有准确测量记录距离和参考点源的偏置,才能得到准确的再现结果;由于距离的测量误差,导致再现光波场的位相分布出现了二次函数调制畸变,因此,实验过程中精确测量这两个参量是至关重要的。     

基于线结构光法的三维重建技术的研究

三维重建技术是计算机视觉方面的一个重要的应用。在此首先大体介绍了三维重建技术的发展;然后,介绍了基于线结构光法的三维重建技术;在详细介绍了数学模型的建立、照相机的标定、采集图像的处理、三雏重建方法这四个方面,从而对三维重建技术有了深入的了解。     

电大导体目标电磁散射特性的投影迭代法分析

将投影迭代法应用于分析任意二维和三维电大导体目标的电磁散射特性。该方法首先剖分传统矩量法得到的矩阵方程,然后通过投影迭代逐步修正未知电流值,进而计算目标的雷达散射截面。数值计算表明：该方法与传统矩量法计算结果相吻合,计算量大大降低。     

基于波前恢复的温度场真实三维重建

提出了采用傅里叶分析和改进的多重网格法恢复多方向干涉波前的技术,得到待测场在不同方向上的二维投影数据,从而实现了任意截面的场重建,即真正的三维重建。并实验利用了一种旋转F-P干涉仪,实时捕获非对称温度场的多方向干涉图,并给出由这些二维投影重建三维分布的结果,证明此采集、处理及重建方法是行之有效的。     

基于改进核范数的2DPCA人脸识别算法研究

传统的二维主成分分析法广泛应用于图像特征提取,为了使此算法更加有效,提出了一种结构化二维算法,即核范数2DPCA算法(N-2-DPCA).该算法基于核范数重构误差准则,将核范数最优化问题转化为基于F范数的最优化问题,然后通过采用迭代方法寻找到最佳投影矩阵,最后运用最小欧氏距离规则识别出待识别人脸的身份.在此基础之上,将N-2-DPCA扩展到基于双边投影的算法(N-B2-DPCA),采用曲线搜索算法寻找到双边投影矩阵,继而进行识别.最后将提出的算法在FERET和Yale B人脸数据库中进行人脸识别评估,实验结果表明所提出的算法与L1-2DPCA相比,重建误差降低了2.19％,识别率提高了2.03％,性能更好.     

基于激光点云数据的三维运动图像重构技术北大核心CSCD

为了解决三维运动图重构时存在的重构测量距离与实际距离误差大、激光点云数据数量多和重构图像清晰度对比低的问题,提出了基于激光点云数据的三维运动图像重构技术,通过配准多帧激光点云数据,从中获取激光点云数据集,再采用平面拟合方法对激光点云数据集实行去噪处理,最后利用曲面重构法完成对曲面模型的拟合,实现三维运动图像重构。实验结果表明,通过对三维运动图像重构进行测量距离与实际距离的对比、激光点云数据数量的对比和测量图像与实际图像清晰度的对比测试,验证了三维运动图像重构技术的实用性高。     

气动光学畸变波前的本征正交分解和低阶近似

应用哈特曼波前传感器测量了准直平行光通过低速热射流流场后的畸变波前时间序列,对该波前时间序列进行了本征正交分解(POD)和低阶近似研究,对比研究了16#,1008#数据点处的低阶近似波前时间序列和测量波前时间序列。结果表明,畸变波前可用本征正交分解基来展开,应用少量的低阶本征正交分解基即可捕捉到波前的主要信息,并且随着重构模式数的增加,低阶近似波前更加逼近测量波前。由于波面上不同位置处相位脉动量的空间相关性各异,因此选用相同的重构模式数时不同数据点处的重构精度也不一样。     

点阵合成体视动感全息图

首先获取三维物体不同视角的透视图,并对这些视图上的不同单元的光强信息用计算机分别收集、编码,得到一组编码片,依次在同一张全息片的不同点区域上记录编码片的信息.当普通灯光照明全息片时,双眼能同时分别接收到反映物体两个侧面的清晰再现像,构成体视像,而且像会随着人眼的移动而产生动感效应.本方法的优点是利用计算机对信息处理的精确性,再结合全息记录、再现的准确性,制作了一张点阵合成动感全息图样品,能看见清晰立体再现像,观察方便,人眼移动时再现像的动态效果逼真.     

测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法

介绍了一种测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法.硅各向异性腐蚀速率三维分布可由一系列晶面上的二维腐蚀速率分布表示.利用深反应离子刻蚀技术(DRIE)在{0mn}硅片上制作出侧壁垂直于硅片表面的矩形槽,测量槽宽度在腐蚀前后的变化,就可测定各{0mn}面上的二维腐蚀速率分布.将二维腐蚀速率分布组合在一起就得到了三维腐蚀速率分布.由于DRIE制作的垂直侧壁深度大,可耐受较长时间的各向异性腐蚀,所以只需使用一般的显微镜就能得到准确的结果.实验得到了40%KOH和25%TMAH中{n10}和{n11}晶面的腐蚀速率分布数据     

Mexico 草帽小波与电离层CT反演

电离层ＣＴ技术中由于数据采集系统的几何结构存在局限性,致使探测所得数据不导致其成为不完全数据重建问题。投影中的采样点不均匀,且由投影谱通过Ｆｏｕｒｉｅｒ中心切片原理组合而得的二维谱平面不完全可知,若要用变换方法重建成象,需要对其进行估计。     

Data-mining based fault detection

This paper presents a fault-detection method based on the phase space reconstruction and data mining approaches for the complex electronic system. The approach for the phase space reconstruction of chaotic time series is a combination algorithm of multiple autocorrelation and Г-test, by which the quasi-optimal embedding dimension and time delay can be obtained. The data mining algorithm, which calculates the radius of gyration of unit-mass point around the centre of mass in the phase space, can distinguish the fault parameter from the chaotic time series output by the tested system. The experimental results depict that this fault detection method can correctly detect the fault phenomena of electronic system.     

点特征柔性物体三维运动恢复方法

为了使用两台标定的高速相机获取点特征柔性物体的三维运动轨迹,提出了一种实用的点特征柔性物体三维运动恢复方法,包括图像空间重建、时间序列重建等步骤。其中空间和时间序列重建是三维运动恢复的核心部分,在空间重建方面,使用椭圆拟合得到图像上点的坐标,并根据马氏距离寻找匹配点,然后利用三角测量法计算空间三维点;在时间序列重建方面,利用搜索方法匹配点前后图像坐标,从而实现运动过程的三维恢复。然后利用重建结果计算运动柔性物体的速度、加速度、曲率变化等重要参数。实验结果表明,该三维运动恢复方法提高了空间序列匹配的速度和准确度,有效地实现了时间序列的匹配,减少了整个重建过程的时间。通过对目标的重建,准确地获得了物体的三维运动数据。     

EBSD花样的图像畸变及其修正

EBSD花样存在图像畸变,使得由其三维重构解析晶体Bravais点阵变得困难。本文详细介绍了EBSD衍射数据几何修正的方法：利用样品到屏幕的距离,由EBSD花样上的衍射数据修正晶体倒易矢量的长度及其夹角。使用透辉石晶体的EBSD花样,验证了几何修正的效果,结果表明衍射测量数据经过修正并用最小二乘法重新拟合后,倒易矢量偏离二维拟合网格的程度降低,其分布更接近真实情况。     

编码衍射图样的相位检索

经典的迭代相位检索方法具有抗噪性能差、不 能收敛到全局最优解等缺点;而基于相位割(PC)的最优化相位检索技术通过精确的分离振幅 和相位变量, 将相位检索问题转化 为二次约束的凸规划问题,理论上可以保证在相差全局相位因子条件下收敛到全局最优解。 本文提出用更结构 化和更“很少随机的”的三元与八元掩膜编码衍射图样(CDP),求解PC以获得丢失的 相位。模拟实验首先测试 一维复信号,分别比较不同掩膜重构的成功率。其次,比较它们对二维分子图像的重构结果 。实验结果表 明,本文方法可以获得比传统的基于二元掩膜的方法更好的重构结果。将恢复的相位分 布加载到所搭 建的基于Si基液晶(LCOS)的光学重构系统中,产生的CDP证明了所提方法的正确性。     

小视场环境下的摄像机标定

摄像机标定旨在建立三维世界坐标与二维图像坐标之间的映射关系。传统标定板为数十个整齐排列的标准圆或网格,通过提取圆心坐标或网格角点坐标进行标定。在微小物体测量系统中,摄像机视场较小,无法从传统标定板提取足够多点坐标信息。针对这一问题,提出一种基于二次曲线与直线的混合标定方法。该方法抛弃了利用点对点关系的标定方法,转而利用二次曲线方程及直线方程在两种坐标系下相对应的关系进行标定,使摄像机即使是在非常小的范围内仍然能够提取足够的信息进行标定。仿真与实验证明,相对于基于点的标定方法,混合标定方法精度高,具有更好的稳健性。另外,标定模板为一个标准的半圆,制作简单,方便应用到小视场的环境中。     

一种空间微动目标宽带雷达干涉三维成像方法

空间微动目标3维成像在目标特征信息感知方面具有优势,对于实施空间目标成像、分类、识别等任务具有重要现实意义。据此,该文针对L型天线阵列成像系统,提出一种基于改进的粒子群优化的空间微动目标宽带雷达干涉式3维成像方法。首先,分析了目标回波信号的微多普勒特性,建立参数化表征模型。其次,基于所提优化算法重构各天线回波信号的微多普勒相位项,通过对各回波信号相位项的干涉处理,获得干涉相位差,并推导干涉相位差与目标空间坐标的关系,从而重构真实3维坐标,获得微动目标3维图像。相较于已有方法,所提方法基于干涉式成像思想,在无遮挡和有遮挡效应的条件下,均可重构微动目标真实空间坐标和3维图像,并且具有较好的鲁棒性。最后,仿真计算验证了该方法的有效性。     

固态激光雷达输电线路实时建模及压缩技术北大核心CSCD

输电线路的三维重建是电网巡检的重要任务之一。为实现电路巡检自动化,提出了一种基于固态激光雷达的输电线路实时三维重建及数据压缩技术。首先,针对固态激光雷达的特点对经典激光SLAM框架进行改进,优化其特征提取过程并加入了运动补偿,使用改进的算法对输电线路进行实时建模;然后,使用加入权重因子改进的模糊C均值聚类方法对点云模型进行降噪滤波,去除离群点及噪点;最后,为了降低大型点云数据的储存及传输开销,设计基于时空编码的方法对输电线路模型进行压缩。实验结果表明,该方法可以实现输电线路场景的高精度实时建模,压缩后的模型可以满足储存及传输要求。     

基于高阶ESPRIT的单声矢量水听器近场声源定位

为避免传统近场定位算法需要三维搜索,计算量大的问题,该文结合高阶累积量提出一种适用于单矢量水听器近场声源定位的旋转不变子空间(ESPRIT)算法。首先通过定义一系列的四阶累积量矩阵,获得了3个不变性矩阵,然后从这些不变矩阵中提取近场源的位置信息,该方法可以得到目标的方位角、俯仰角和距离的封闭形式的解。最后通过仿真验证了本算法的有效性。     

图像特征提取中领域尺寸和本征维数的自动选择算法

本文首先对图像特征提取过程中的近邻距离进行线 性重构,然后对其在整个流形上的分布进行优化运算,得到一个最优线性重构权为变量的图 像数据局部低维特征的表达函数。最后以该函数稳定性的最小度量构造出适用于图像特征提 取的邻域尺寸和本征维数的自动选择策略。实验表明该方法实现了图像数据本征维数与邻域 尺寸的自动化选择,并具有计算简单、匹配率高且计算复杂性低等特点。