LCD Gamma校正的硬件实现

通过对液晶（LC）S型电光响应曲线的研究，设计了一种由非线性DAC来实现LCD Gamma校正过程。由模拟退火算法获得了C-DAC中7个关键电容参数值，用设计出buffer来提高DAC驱动负载的能力，并通过直接译码电路，巧妙地解决了显示输出对比度的问题，经过对Matlab和Hspice仿真，证明可以实现LCD Gamma校正的功能，解决了显示图像精确逼近原始图像的问题。     

LCD Gamma校正的硬件实现

通过对液晶(LC)S型电光响应曲线的研究,设计了一种由非线性DAC来实现LCD Gamma校正过程.由模拟退火算法获得了C-DAC中7个关键电容参数值,用设计出buffer来提高DAC驱动负载的能力,并通过直接译码电路,巧妙地解决了显示输出对比度的问题,经过对 Matlab和Hspice仿真,证明可以实现LCD Gamma校正的功能,解决了显示图像精确逼近原始图像的问题.     

基于特征图规正的虹膜图像自适应Gamma校正方法

在虹膜图像采集过程中产生的光斑使得整幅虹膜图像的照度不均匀。为了消除照度不均匀对特征提取的影响,本文提出了一种基于特征图规正的自适应Gamma校正方法。该方法将虹膜图像的特征图作为Gamma校正的依据,把距离因素考虑到Gamma校正中,而且利用模拟退火算法实现了关键值Gamma的自适应调整。该方法使Gamma值的变化更加趋于合理,提高了Gamma矫正对光照变化的适应能力,避免了较正后图像的失真。实验证明该方法不仅可以尽可能的提高图像的质量,而且对校正后的图像进行边缘提取,可以获得更加清晰连续的边缘。     

Gamma值对LCD显示器色彩影响的实验研究

在色彩管理系统中,为了产生一致的颜色效果,需要对用来观察图像色彩的显示器进行校正与特性化,在显示器的校正与特性化中,常常会涉及Gamma值、白点坐标、色温、三原色荧光荆色度值等参数的设定,其中Gamma值的设定至关重要,不同的Gamma值参数设定使显示器显示的亮度和颜色有较大的差别。显示器作为图像信息输出的主要设备,Gamma值对LCD显示器色彩的影响实验数据有更实际的应用价值。实验测量了不同Gamma值下10块Macbeth公司提供的colorchecker样品颜色的三刺激值X,Y,Z和色度值L,a,b,并计算了其色差,得出了Gamma值对LCD显示器色彩的影响,以得到较好的LCD颜色管理模式,为图像处理技术奠定基础。     

扭曲向列相液晶盒光电自适应系统的研究与设计

基于扭曲向列相(TN:Twisted Nematic)液晶盒的电光效应与光电板的光电效应原理,运用单片机的相关知识,设计了扭曲向列相液晶盒光电自适应系统.通过光电板对光强变化的反应来自动调节TN盒(常黑结构)上的驱动电压,有目的调节TN盒的透射光强,达到对外界环境自适应的效果,使系统产生一个恒定光强的环境.     

基于GIF滤波分解的低照度图像增强算法

针对常见的对比度增强方法在处理低照度图像时不能兼顾提升图像亮度、对比度,和增强细节的问题,提出基于引导滤波器(guided image filter,GIF)的低照度图像增强算法。首先将输入图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间;再利用GIF滤波器对图像进行图像分解,得到一个基本层和一个细节层;然后对基本层进行自适应Gamma校正,提高图像的整体亮度和对比度;再对细节层进行S型曲线增强,突出图像的局部细节;最后合成并恢复颜色,得到增强图像。将本文算法、全局Gamma校正、MSRCR 3种算法分别对低照度Bridge和Street图像进行处理,实验结果表明:本文算法能够在有效提升对比度的同时增强图像细节,提升了低照度图像的视觉效果。     

液晶空间光调制器相位调制精度的校正

随着光信息处理技术的不断发展,液晶空间光调制器被广泛应用,由于液晶空间调制器中液晶背板的空间不均匀性,入射波前引入了像差项,校正此像差对于提高液晶空间光调制器的相位调制精度至关重要。提出了一种测量液晶空间光调制器相位调制特性的方法,即相位与灰度之间的关系。采用斐索干涉仪,由干涉仪直接给出不同灰度对应的相位值,再通过矩阵运算,从而得到液晶空间光调制器的相位调制曲线。利用反插值法对相位调制曲线完成了线性校正,并生成输入灰度和驱动灰度的查找表(LUT)。测量结果表明,经反插值法校正后,相位调制曲线的线性相关度可达0.998 7,校正误差为0.13,该方法简单,易于实现,且结果有效,测量精度高。     

液晶弹性体弹簧振子的周期性光驱振动行为及机理

最近实验发现光响应液晶弹性体（LCE）超细纤维在周期性光照下的振动现象，在微执行器等领域具有应用潜力。本文理论研究了周期性光驱动下 LCE 弹簧振子的振动行为。基于 LCE 动力学模型，建立了 LCE弹簧振子的动力学控制方程，数值计算得到弹簧振子振动的时程曲线。结果表明：周期性光照会引起 LCE 弹簧振子周期性振动。随着光照时间率的增加，振动平衡位置向下线性移动。在小阻尼系统中，存在一组最佳光照周期和光照时间率使系统振幅达到最大值。对于最佳周期光照模式，弹簧振子振动的振幅可由光强和阻尼控制。该研究结果对设计光驱动软机器人和光机械能转化系统等具有指导意义。     

基于氧化镓探测器的日盲紫外光通信系统的设计与实现

为克服传统光电探测器工作电压较高、硬件电路复杂与抗干扰能力差的问题,设计了一种基于新型氧化镓探测器的日盲紫外光通信系统。该系统在给定窗口大小的情况下,根据设计的数据处理算法对光强进行实时动态监测,通过将计算得到的阈值与光强作比较输出二值信号,结合OOK调制技术、驱动电路与非相干解调技术,实现了日盲紫外光通信系统。进一步从调制技术、驱动电路以及数据处理算法三个方面对通信系统进行仿真与实验测试,验证该系统的功能完整性、系统简洁性与可靠性。结果表明：该日盲紫外光通信系统在准确接收信号的情况下,可以直接实现将光强值转化为二值信号输出,且误码率小于10^-3,能够达到简化接收端硬件电路以及提升硬件电路可靠性的目的。该系统编码简单可靠、易实现且抗干扰能力强,无需滤波装置、小巧便携、可靠性高,为日盲紫外光通信系统的优化与便携使用提供了新思路。     

一维吸收型光子晶体的双稳态特性

利用传输理论研究了光在一维吸收型光子晶体中的传输特性,掺杂层是饱和吸收的非线性介质。基于非线性介质透过率的感应变化,研究了光子晶体的光学双稳态特性,给出了输入-输出光强之间满足的解析方程。研究表明系统中要出现双稳态现象,饱和吸收系数必须超过一定的数值,并由此研究了产生双稳态的入射光阈值强度的变化规律。     

多投影显示系统抗光线干扰算法研究

为了解决多通道投影显示系统中由于光线相互干扰而引起显示墙上图像画质下降的问题,提出了两种抗光线干扰算法。1.基于点对点的抗光线干扰算法:首先建立拍摄相机与投影机之间的亚像素级对应关系,然后依据该对应关系和实验测得的亮度饱和度增益表对输出图像进行亮度衰减和饱和度提升;2.基于图像增强的抗光线干扰算法:综合利用多种图像增强算法来提升图像画质,间接降低光线干扰。针对这两种算法,给出了算法的理论推导并以穹顶24通道投影显示系统为例,进行了实验验证。实验结果表明：两种抗光线干扰算法可有效降低光线干扰和提升图像画质。     

基于梯度稀疏和多尺度变分约束的图像增强算法

针对低照度条件下采集到的图像存在亮度偏低、细节模糊等问题,通过分析传统Retinex理论在增强图像过程中的缺陷,提出了一种基于梯度稀疏和多尺度变分约束的图像增强算法。该算法首先将输入图像由RGB空间转换到HSV空间,提取亮度分量,实现三个通道的解耦合。然后根据零范数的梯度全局显著特性,定义了一个新的相对全变分正则项。接着在HSV空间下惩罚亮度分量,构建一种具有梯度稀疏的变分模型对亮度通道进行约束,并通过将控制因子扩张为多个尺度,形成多尺度变分约束,提升照度估计的准确度,使之更加符合光照分布特性。根据Retinex理论进行映射,获取亮度通道对应的反射图像。进而利用亮度通道不同尺度下的约束所对应的不同照度结果,分别提取图像的粗略细节、中等细节和精细细节,通过多尺度细节加权,对反射图像进行细节增强。最后,对照度图像进行伽马校正,与经细节提升后的反射图像重组并进行颜色空间转换得到输出的增强图像。通过实验对比表明,所提算法的增强图像有着更高的色彩丰富度和更低的色差水平,能够保持图像的自然度,提升图像的视觉效果。在均值、平均梯度和信息熵的表现上,相比原图均有大幅度提升,与现有的先进算法相比,平均定量指标在不同类型低照度图像的增强图像上均产生了较优的效果,且有着较快的运算效率。     

一种基于图像区域特征分类的数字水印算法

数字水印是一种新型的数字媒体版权保护技术，提出了一种基于图像区域特性分类的数字水印算法，它利用图像区域特征分类结果对水印的嵌入强度进行自适应调制，从而在确保水印不可见性的同时有效地增强了水印的强度。实验表明，该算法对JPEG压缩，亮度改变，对比度改变，Gamma校正，直方图均衡，剪切等具有较强的鲁棒性。     

基于LUT的逆半调改进算法

针对误差分散类半调图像,提出了一种基于查找表的逆半调改进算法。并用实验方法分析了训练样本大小、所选LUT模板与空值率之间的关系,且对LUT逆半调建表阶段出现空值时所采用的空值估计方法进行了改进;针对图像客观评价方法,提出一种寻找最高峰值信噪比的LUT模板选择算法。实验结果表明,利用所提出的优化LUT算法恢复的逆半调图像在人眼视觉以及峰值信噪比上有明显的提升。     

机器视觉中彩色伪随机编码投影系统及标定

为了研究基于三维场景单幅二维图像的不标定欧式重构理论,需要构造一个编码投影系统,并预标定出其相关参数,依据伪随机彩色编码的原理,代数射影几何中的交比不变性质,以及被视为逆向照相机投影系统的标定数学模型,提出了投影系统的标定步骤和方法．将一幅伪随机编码图案与投影系统相结合,构造了一种新的视觉投影系统．标定实验表明,由此系统将伪随机彩色编码图案投射到靶标空间,利用CCD照相机拍摄其图像,进行图像的特征点提取和数据处理后得到了投影系统的参数。     

基于改进模拟退火算法的LUT逆半调模板选择

针对影响LUT逆半调图像质量的模板选择问题,提出了一种基于改进模拟退火算法求取最优LUT逆半调模板算法。该算法能对灰度图像逆半调,还扩展至彩色图像逆半调。彩色图像逆半调时,充分考虑彩色图像R,G,B 3通道之间的相关性,将单通道模板扩展为3通道。实验结果表明:本算法寻得的模板具有全局最优性;与传统模板选择算法相比,利用本算法对灰度图像和彩色图像进行逆半调的结果图在人眼视觉效果上更佳,平均峰值信噪比更高。