为了提高经纬仪的测量和跟踪精度，采用了一种CCD激光自准直系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量；对测量系统的精度进行了分析，其精度很大程度上取决于CCD图像传感器输出信号的精度；研究了影响CCD精度的各种因素，并对CCD图像进行消噪处理，结果表明CCD图像的质量明显提高，从而提高了CCD激光自准直系统的测量精度。

为了提高高速CMOS图像传感器的成像质量，降低图像传感器暗电流和随机噪声，介绍了采用半导体制冷方法设计的高帧频CMOS数字摄像机成像系统，并针对该相机系统设计出结构一体化的多级半导体制冷器，实现了制冷量可控。实验结果表明，图像传感器制冷后的温度与环境温度的温差最大可达40℃；通过降低传感器温度很大程度上减少了暗电流固定模式噪声和瞬态随机噪声；此外，在摄像机内硬件实现了彩色滤波阵列转换和列向非均匀性校正，使输出图像信噪比提高了6dB。该相机系统具有集成度高，结构紧凑，高分辨率，高帧频，高信噪比，宽动态范同，成像质量好等特点。

分析了红外焦平面探测器的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法,提出两点多段非均匀性校正算法,该算法避免了二点校正算法的低精度和多点校正算法的大运算量.在红外多谱段相机上的应用结果表明二点多段非均匀性校正算法具有运算量小、精度高、实用性强的优点.

提出和证明了在三坐标测量机单镜头三维视觉系统中的图像噪声主要有三种(1)电磁干扰噪声;(2)季节、气候和时间变化引起的噪声;(3)物体的位置和视角变化引起的噪声.相应地提出了一种基于优化图像搜索模块的有效减少和消除噪声的预处理方法.理论分析和实验均表明,该方法具有简便、可靠和速度快的优点.