基于Sobel算子的自动聚焦系统

自动聚焦是成像系统的关键技术之一,本文利用Sobel算子边缘检测算法,提出了图像边缘能量清晰度评价函数,该评价函数不仅有单峰性强,无偏性好,灵敏度高等特点,而且还具有很好的抗噪声性能和稳定性。本文还介绍了基于图像处理的实时自动聚焦系统的组成和工作原理。实验结果表明,采用基于Sobel算子的自动聚焦技术具有良好的聚焦效果。     

激光远场效能模拟计算及评估研究

在数值仿真的基础上,结合激光大气传输模型、典型探测器阈值数据和典型光学系统设计,对某典型光电探测系统的激光远场效能进行了模拟计算和评估,并对影响效能评估的因素进行了分析,以期为系统试验优化设计提供参考依据。研究结果表明:不同的气象条件、激光模拟器参数和光学系统增益直接影响到激光远场毁伤效果的评判。     

基于光纤传导特性的远场激光入射轴向角识别技术研究

介绍了光纤传导特性,并采用几何光学的方法对不同轴向角入射的平行光经过光纤传导后的出射特性进行了理论分析,通过光学仿真软件对不同轴向角入射的平行光经过光纤传导后的出射光斑进行了仿真分析,实验验证了理论分析和仿真计算,最后对该项技术的工程应用提出了几种设想。     

激光辐照远场能流分布估算方法研究

激光与探测器的相互作用，可造成探测器光敏元能流密度超出饱和阈值．在分析了大气对激光传输的影响后，分水平传输和斜程传输2种情况下远场激光能量分布进行了理论估算，并给出了远场激光辐照效果的量化仿真估算．     

激光模式的远场特性和空间相干度的影响

激光的远场分布一般是有规律的 ,但实际上 ,由于谐振腔的失调 ,有时出来的模式并不规则 ,而且由于模式的叠加 ,多数激光器出来的光是部分相干光。讨论了一些模式的远场分布和空间相干度对远场衍射分布的影响。     

卫星激光角反射器的远场衍射光强研究

介绍了卫星激光角反射器的远场衍射光强研究,包括二面角（直角）偏差、表面不平度和反射面特性对远场衍射能量分布的影响。提出的远场衍射数学模型已用于Galileo卫星激光后向反射器设计,对其样品的实验结果表明,与理论计算的远场衍射能量分布相一致。     

菱形声带振动模型远场声场特性研究

根据声带的生理结构和振动特性,提出用换能器来模拟声带振动.依据活塞声源辐射声场研究特性,提出中间开孔的菱形声带的振动模型,运用声学基本理论,采用瑞利积分法计算了声带模型振动的远场声压分布及指向性公式,仿真数值计算了声压分布规律,并分析了此声带模型辐射声场的指向性.结果表明,在音频范围内,声带宽度相同时,即在改变模型空隙宽度条件下,此声带模型声源的辐射远场声压分布与理论相符.     

随机相移激光的远场光斑研究

从理论上分析了激光经随机位相板变换后在远场的光斑特性(包括光斑的形状、大小、旋转对称性、衍射效率以及旁瓣分布),通过比较三种形状位相元(等边三角形、正方形和正六边形)的远场光斑特性,得知正六边形位相元结构的随机位相板更适合于激光聚变中的束匀化.     

远场激光能量测量的方法研究

本文针对现行的大功率激光器的远场能量测量方法进行了介绍,分别设计了探测器阵列法和CCD摄像法两种测量方案,并分析了两种测量方案的关键技术,同时指出了实际应用中需要注意的问题。     

高功率激光束的远场特性研究

采用场振幅沿x方向呈线性变化的非均匀光束模型,研究了非均匀场分布和内光路非线性热效应对远场特性的影响。研究表明,初始光束的非均匀分布会影响可聚焦能力,并引起像散。内光路的热效应会进一步减小可聚焦能力和加剧像散。此外,由于热效应,远场峰值光强要降低,且位置发生移动。     

透镜聚焦数控激光切割机聚焦光束方向研究

研究了数控激光切割机在进行金属板切割时激光束经凸透镜聚焦的聚焦光束传播方向的偏转问题。找出了当激光束中心入射线与聚焦镜(凸透镜)光轴异面时影响聚焦光束方向的几个入射物理量,并运用几何光学原理给出了聚焦光束方向与它们之间的关系式,同时提出了一个调节聚焦光束方向并使聚焦光束垂直于待切割板材板面的方法。切割实验表明,在一定的调节范围内,采用此方法可以方便地调整聚焦光束方向。这一方法也适用于其他采用透镜聚焦的激光加工设备,并为此类设备的聚焦光束方向调节设计提供了一个新的选择和依据。     

多棱镜激光扫描非球面透镜聚焦系统研究

为了提高激光打孔生产质量和降低生产成本,提出了一种多棱镜旋转扫描非球面透镜聚焦在线打孔方案。系统将CO2激光器发出的连续光束经光调制器入射在多棱镜的其中一个表面上,光束经过反射依次扫入聚焦透镜组中。由于轴外像差和扫描速度失真会引起聚焦光斑的线性畸变,从而导致打孔形状的变化,通过选取非球面透镜对光束整形,在聚焦同时调整聚焦光斑的形状以控制打孔的形状。结果表明,在扫描系统中线性误差可控制在0.5%内,打孔大小形状满足生产要求,与传统激光打孔方式相比,提高了打孔的质量与效率。     

一种半导体激光束聚焦和整形的光学装置

提出一种用全对称光学系统校正半导体激光固有像散，并用双胶合棱镜实现光束整形的新办法。该方法具有制造和装配简便等特点。给出了一种实用的设计方案和获得了高质量的聚焦、整形光束。文中还讨论了准直镜与双胶合棱镜的设计方法。     

激光微束仪的激光聚焦系统研究

提出一种新的激光聚焦系统，它由一个空间滤波系统和８０×聚焦物镜组成，后者为一个双反射式球面系统。用这个激光聚焦系统，激光微束仪能获得直径小于０．５～１μｍ的聚焦光斑。光斑尺寸和空间滤波系统的针孔光阑直径有关。     

一种改进的边缘细化方法Improved edge thinning method

针对Sobel算子检测出的图像边缘较粗且检测效果受噪声影响大的问题,提出了一种结合自适应平滑滤波并改进原细化算法的方法来抑制噪声并细化边缘。使用新的自适应平滑滤波梯度模板对原始图像滤波,在平滑噪声的过程中锐化图像边缘;在Sobel算子检测出边缘后使用改进的细化算法剔除伪边缘点。试验比较表明：在迭代次数相同的情况下,新的自适应平滑滤波模板比原梯度模板总体效果更好;改进的边缘细化算法在保证与原算法运算时间相当的条件下,保留了更多的边缘细节信息,细化结果更加准确。     

图像边缘检测算法的性能比较与分析

图像边缘检测一直以来都是图像处理与分析领域的研究热点。对具有代表性的图像边缘提取方法进行了讨论,分析了这些算子进行边缘检测的优缺点,以及导致他们效果差异的具体原因。为了更清楚地看出效果,针对标准例图picture,给出了这些算法的仿真实验效果,最后对实验结果进行了分析,这对于进一步学习和寻找更好的数字图像边缘检测方法具有一定的指导意义。     

基于改进Sobel算子的红外图像边缘提取算法

针对红外热像仪采集的图像边缘信息模糊,图像显示多样性,边缘信息难提取的特点,提出了一种基于Sobel算子梯度相乘的边缘提取算法.该算法首先对红外热像仪图像进行待识别目标的高温区域提取,然后分别利用增加了6个方向模板的Sobel算子和Roberts算子对图像进行边缘提取,再将得到的两幅梯度幅值图像进行梯度相乘,最终得到边缘提取图像.最后,用MATLAB对图像进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够快速有效地提取红外热像仪图像的边缘,弥补Sobel算子的不足及提高了Sobel算子边缘检测的性能,计算简单,具有良好的检测精度,而且得到的边缘较细,极大的改善了图像边缘提取的效果.     

基于FPGA的Sobel算子并行计算研究

由于在实时图像处理中常用Sobel算子对图像边缘进行增强，如何提高处理速度成为问题的关键。采用纯软件的方法或普通结构的硬件电路难以满足实时要求，鉴于近年来FPGA芯片的迅速发展以及其良好的可编程结构，为实现Sobel算子的快速计算提供了硬件保证。提出了一种Sobel算子的并行处理结构，提高了处理速度，并给出了基于FPGA的实现方法。进行了理论分析及仿真实验，证明了该方法的正确性和可行性。由于采用并行结构，使处理速度大为提高，满足了实际任务的要求。     

基于边缘信息的图像分割技术研究

介绍了基于边缘信息的图像分割方法及其算法特点，并对其性能、特点做了分析研究。在此基础上，对一阶微分算子、Roberts算子、Sobel算子及Canny算子进行了设计，并通过Matlab 6．0进行了仿真，经调试得出了较理想的实验结果。该图像分割方法不仅具有较好的理论基础，而且针对不同的目标对象和应用领域具有实时性好、分割精度高等特点，具有十分广阔的应用前景。     

基于单片机的CCD摄像机自动调焦方法的仿真研究

基于单片机信号处理的自动聚焦系统通过对CCD图像传感器输出的视频信号进行滤波,析出反映聚焦清晰程度的高频分量,单片机采样、分析、控制马达转动镜头至对焦清楚的位置。为了避免该系统设计过程中调试硬件带来的困难和复杂性,先将视频信号用图像采集卡采集到计算机上,然后使用Matlab这一功能强大的软件对该系统的关键技术进行仿真分析,并给出实验仿真结果,为系统的硬件电路设计和算法实现提供支持。