磁控溅射Ge/Si多层膜X射线低角衍射界面结构分析

本文对磁控溅射不同结构的Ｇｅ／Ｓｉ多层膜样品进行了Ｘ射线衍射的测试和分析,并进一步采用有过渡层的光学多层膜衍射模型对衍射谱进行了拟合;获得了扩散层厚度和分层厚度等多层膜的结构参数,定性讨论了多层膜中互扩散与分层厚度铁关系。计算结果与实验结果符合较好。     

基于多光谱成像技术的水稻特征光谱提取

为了获取水稻光谱的有效特征信息,选取健康的TN1#水稻幼苗为研究对象,利用由液晶可调谐滤波器、单色CMOS相机与计算机控制软件组成的多光谱图像采集系统,获取健康水稻幼苗的20个可见光通道的多光谱图像。在此基础上,采用多光谱图像的平均灰度值,通过波段选择的指数方法计算出各通道的波段指数并加以排序,选出波段指数较大的10个通道,目的是探讨能有效反映出水稻特征光谱信息的特征波段。实验结果表明,用波段选择的指数方法提取多光谱图像的特征波段,能快速获取水稻的叶片信息。通道475nm、500nm、530nm、545nm、550nm、520nm、560nm、630nm、660nm、720nm能更好地反映出水稻特征光谱信息,可作为水稻的有效特征信息通道。     

基于多光谱成像选取四季豆叶片的特征波段

在400~720nm波段范围,基于液晶可调谐滤波器(LCTF)和CMOS相机组合的多光谱成像系统,以四季豆叶片为研究对象每隔5 nm进行成像。根据图像亮度信息法和波段指数法的相关原理,首先分别计算得到各波段四季豆叶片的波段指数值和可识别度;然后对四季豆叶片的波段指数值和可识别度进行排序,综合图像的灰度离散、亮度信息丰富和波段的相关性小等特点,得出545、630、645、720、650和570 nm波段有较大的波段指数值和较好的识别度;最后根据最小欧氏距离法和光谱角度匹配法分别对四季豆叶片的特征波段的分类精度予以计算,两种方法的分类精度分别为100.00%和83.33%,得出选取的特征波段对四季豆叶片具有较好的分类精度。因此,545、630、645、720、650和570 nm波段可作为四季豆叶片的特征波段。     

非线性偏微分方程增强多光谱图像清晰度

多光谱成像系统会改变输出光的波长,这就导致图像在不同波段下形成了不均匀亮度(阴暗图像和高亮度图像),严重影响了特征波段提取与测量。为了提高各波段的有效利用率,引用了一种增强多光谱灰度图像清晰度的有效方法。通过非线性的偏微分方程扩大梯度空间、保留梯度值较大的边缘,增强图像的纹理细节。由于多光谱图像阴暗波段的纹理较弱,不容易辨别其所有信息,为了更好地使增强效果完全体现出来,使用直方图均衡化来调节亮度的不均匀性。最后,通过人眼视觉的定性和客观函数的定量两方面对该组增强图像的清晰度进行了评价。结果表明:该方法能够有效地协调各波段的多光谱图像清晰度,并且图像的增强效果也非常明显。     

用于场景仿真的红外成像模型及其有效性分析

结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.     

用LCTF光谱技术提取甘蓝小菜蛾虫害叶片特征波段

利用由液晶可调滤波器(liquid crystal tunable filter,LCTF)和单色CCD相机组成的光谱成像系统对甘蓝正常叶片和遭受小菜蛾虫害甘蓝叶片的光谱特征进行分析,获取了430~720nm每隔5nm波段的灰度值信息,并采用自适应波段选择方法提取出了两种叶片的特征波段,通过欧氏距离聚类方法对所提取的特征波段进行聚类分析。结果表明甘蓝正常叶片在545nm、645nm、650nm、655nm波段具有较大光谱信息量,而虫害叶片在550nm、555nm、575nm、585nm、715nm波段有较大光谱信息量。因此,可以利用LCTF快速地检测出植物是否遭受虫害,为农业虫害检测提供了一种新方法。     

色散型多光谱图像的全数字对焦算法

色散型的多光谱成像系统对不同波长的单色光有 不同的折射率,不同波长的滤光片的 折射率会导致 每个波段图像聚焦清晰时的镜头位置也各不相同。因此,对于全部波段,在同一位置采集一 系列的图像会 影响各波段图像的准确对焦。本文从频域角度出发,选用高斯点扩散函数的反演模型对多光 谱图像进行全 数字对焦处理,并乘上一个低通滤波器降低高频分量的噪声。结果显示,本文算法能够在不 改变多光谱各波 段图像能量分布的同时,增强离焦图像的细节信息、降低图像的噪声,恢复出接近准确对焦 的理想图像。 基于以上研究结果,采用性能较高的客观评价函数——灰度差分函数,从主客观两方面评价 了本文算法对多光谱图像全数字对焦的有效性。     

旋光检测中角度定位算法

旋光检测技术可以区分手性化合物的对称性,与色谱检测技术结合可以实现手性化合物分离,在生物制药、成分分析等领域起着重要作用。通过对纯净水和两种葡萄糖溶液进行旋光现象检测,用曲线拟合的最小二乘法处理数据确定这三种样品的偏振角度,具体分析了二次拟合和一次拟合两种算法。实验表明,一次拟合比二次拟合简单,精度很相近,从实验测量速度和精度综合考虑,一次拟合比二次拟合更适合于实验的旋光检测。     

基于时间散焦分析法的三维信息采集

为了测量被测物的距离信息,结合投影系统的三维信息采集方法,研究了一种基于时间散焦分析的三维信息采集方法。通过向被测物投影移动的条纹,分析照明模式在各点的散焦度,利用傅里叶变换解析被测物各点的距离信息。实验结果表明,该方法不需要考虑点匹配问题,能单独计算各点的位置信息,并且能测量较大的距离。