一种基于多分辨率与模糊聚类技术的散焦图像分割算法

带有投射光栅的散焦图像的准确分割是3维物体复原的重要环节。为了更准确地进行散焦图像分割，基于所提取的带光栅散焦图像特征，提出了一种将多分辨率分析与模糊聚类技术融合实现图像分割的算法。该算法是利用多分辨率技术来建立面向像素特征向量的多级图像联系矩阵，并在图像低分辨率级进行基于模糊聚类的区域分割。实验证明，该技术不仅克服了直接分割的困难，而且提高了分割的正确率，因此表明，该算法是有效的。     

“场发花”现象研究

随着半导体技术的不断发展,特征尺寸也不断缩小,光刻对条宽的控制能力在整个半导体技术中显得十分重要,而场发花现象对光刻来说是个较为严重的质量问题,它严重影响了光刻对条宽的控制能力,同时还造成硅片的大量返工,使生产成本增加、产量降低,也使生产的圆片质量可靠性受到置疑。文章对造成场发花现象的原因,场发花造成的影响以及如何避免场发花现象做了一定的解释。     

基于散焦图像特征的微装配机器人深度运动显微视觉伺服

为了描述微操作手深度运动，采用灰度方差聚焦评价算子计算机械手散焦图像特征．散焦特征曲线理论上为单峰分布，峰值点对应显微光学焦平面深度位置．实际提取的散焦特征含有大量随机噪声，利用非线性跟踪微分器抑制噪声实现对机械手散焦图像特征及其微分信号的无颤振光滑逼近．依据散焦微分信号设计粗—精两级自寻优视觉控制器，完成微操作手对装配平面深度的精确定位．微装配深度运动实验验证了本文方法的有效性，机械手深度伺服误差为75 μm．     

An Eyeglass Simulator Using Conoid Tracing

This paper proposes a method for displaying images at the fovea of the retina taking visual acuity into account. Previous research has shown that a point light source projected onto the retina forms an ellipse, which can be computed with wavefront tracing from each point in space. We propose a novel concept using conoid tracing, with which we can acquire defocusing information several times faster than that acquired by previous methods. We also show that conoid tracing is more robust and produces higher quality results. In conoid tracing the ray is regarded as a conoid, a thin cone‐like shape with varying elliptical cross‐section. The viewing ray from the retina is traced as a conoid and evaluated at each sample location. Using the sampled and pre‐computed data for the spatial distribution of blurring, we implemented an interactive eyeglass simulator. This paper demonstrates some visualization results utilizing the interactivity of the simulator, which an eyeglass lens design company uses to evaluate the design of complex progressive lenses.     

斜视航空相机的斜距离焦补偿

针对斜视航空相机成像时产生的离焦,设计了相应的调焦机构以补偿斜距离焦量。分析了斜距离焦原理,得出了斜距离焦补偿量的计算公式,并提出采用凸轮机构对斜距离焦量进行补偿。考虑传统的基于偏心凸轮的斜距调焦机构的理论模型具有数学近似的缺点,设计了理论模型没有进行数学近似的基于圆柱凸轮的斜距调焦机构。由于斜距调焦机构设计时是基于某一典型高度,当相机工作于其他高度时会产生剩余离焦量,文中分析了剩余离焦量产生的原因、处理方法和处理流程,从而使斜距离焦量在相机所有工作高度和扫描角范围内均得到补偿,为相机获得高质量图像提供了条件。最后,在实验室利用平行光管模拟了不同物距的成像,验证了提出的斜距调焦机构的有效性和准确性。     

双基SAR有源欺骗式干扰性能研究

常规SAR和双基SAR的不同在于双基SAR收发分置,接收机往往很隐蔽,使得双基SAR具有强抗干扰性能。现有的对双基SAR的干扰都是基于已知接收机的准确位置。在接收机定位不准确的情况下分析了双基SAR欺骗式干扰。在欺骗式干扰模型的基础上,从方位向脉冲压缩方面考虑,研究了欺骗式干扰的散焦问题。通过理论分析和仿真,给出了双基SAR接收机可容忍散焦范围准则,由此可以确定雷达接收机的允许设定范围,将接收机设定在此范围内欺骗干扰仍能成功。仿真实验证实了理论分析的正确性。     

激光自动对焦中离焦量的探测与计算方法

根据激光光线聚焦状态不同对应被测面上激光光斑形状不同的特点,通过引入辅助激光束,分析了调焦CCD采集的激光光斑图像信息,进而根据光斑形状及半径等信息确定被测面对焦状态。针对实验中每隔相同离焦距离采集的一系列光斑图像,提出了相应的图像处理方案,以提取所需光斑半径信息,进而进行光斑半径与离焦量转换。实验结果表明,光斑半径与离焦量呈线性关系,最大线性范围灵敏度为2.342像素/μm,最高可实现0.43μm分辨率。     

4-aperture differential image motion monitor as a new approach for estimating atmospheric turbulence parameters

The present study aims to evaluate the possibility of simultaneous measurements of Fried parameter and atmospheric Zernike defocus by measuring defocus aberration with 4-aperture differential image motion monitor (DIMM) for a portable telescope. Based on the results, a relation was observed between the variances of the defocus aberration (4-aperture defocus) and Fried parameter for G-tilt and Z-tilt methods. In addition, the variance of the 4-aperture defocus was compared with those of the Zernike defocus and the conventional DIMM and the results indicated a linear relationship. Based on the telescope and 4-aperture specifications, the variance of the 4-aperture defocus was converted into the Zernike defocus or the DIMM variances. Finally, the ability of estimating atmospheric coherence time by measuring the variance of the Zernike defocus velocity or the sum of the variances of two astigmatisms velocities with 4-aperture DIMM was investigated.     

基于改进迭代收缩阈值算法的微观3D重建方法

迭代收缩阈值算法（ISTA）求解离焦深度恢复动态优化问题时,采用固定迭代步长,导致算法收敛效率不佳,使得重建的微观3D形貌精度不高。为此,提出一种基于加速算子梯度估计和割线线性搜索的方法优化ISTA——FL-ISTA。首先,在每一次迭代中,由当前点和前一个点的线性组合构成加速算子重新进行梯度估计,更新迭代点;其次,为了改变迭代步长固定的限制,引入割线线性搜索,动态确定每次最优迭代步长;最后,将改进的迭代收缩阈值算法用于求解离焦深度恢复动态优化问题,加快算法的收敛速度、提高微观3D形貌重建的精度。在对标准500 nm尺度栅格的深度信息重建实验中,与ISTA、快速ISTA （FISTA）和单调快速ISTA （MFISTA）相比,FL-ISTA收敛速度均有所提升,重建的深度信息值下降了10个百分点,更接近标准500 nm栅格尺度;与ISTA相比,FL-ISTA重建的微观3D形貌均方差（MSE）和平均误差分别下降了18个百分点和40个百分点。实验结果表明,FL-ISTA有效提升了求解离焦深度恢复动态优化问题的收敛速度,提高了微观3D形貌重建的精度。     

一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术

提出了一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术。 采用5倍显微物镜,将正弦条纹通过投影仪从显 微镜目镜瞳口处耦合投射到载物台上,按照一个合适的步长移动Z轴,用CCD采集一系列不同 离焦量下 的条纹图像,用variance清晰度评价函数计算清晰度与离焦量之间的归一化曲线图,由此建 立清晰度与高 度的查找表;然后,放入待测浮雕物体,用CCD采集对应的条纹图像,采用图像分割分解不 同浮雕高度的 区域,再计算各区域内条纹的清晰度,根据查找表查找相应的高度,从而得到待测浮雕物体 不同区域的高 度信息,以此来重构浮雕物体的三维形貌。实验仿真分析证明了该方法的可行性,硬币上数 字为“0”的浮雕 物体表面三维形貌重建结果证明了该方法的有效性,其误差范围在[－2μm,2μm]之间 。