موضوع ردیابی و آشکارسازی هدف ها در زیر آب از دیر باز مورد توجه بوده که بعد از جنگ جهانی دوم شدت بیشتر پیدا کرده است. این موضوع هم از بعد نظامی و هم از بعد تجاری دارای اهمیت زیادی است. این پروژه بیشتر به بعد نظامی قضیه و ردیابی هدف هایی مانند زیر دریایی و دیگر وسیله های زیر دریایی کار دارد. الگوریتم های بسیاری برای ردیابی هدف ها بکار گرفته شده است که در این پروژه سعی شده با تکیه بر الگوریتم rao-blackwellized monte carlo data association به ردیابی هدف ها پرداخته شود. از ویژگی های تیوری rao-blackwellization جایگزین کردن یک تخمین زن بهینه یافته بجای تخمین زن اصلی می باشد. از خصوصیت های تخمین زن بهبود یافته وابسته نبودن آن به پارامترهای غیر قابل مشاهده است. در این پروژه با جایگزین کردن یک توزیع گوسی برای توزیع حالت این امر محقق شده است. از دیگر ویژگی های این الگوریتم استفاده از نمونه برداری مونت کارلو می باشد. نمونه برداری مونت کارلو موجب افزایش سرعت ردیابی و کاهش محاسبات می شود. البته در برخی از بخش ها که توزیع آنها به صورت غیر خطی بود از فیلترینگ ذره ای استفاده شده است. در این الگوریتم به هر هدف یک شاخص همبستگی نسبت می دهد. بر اساس تعداد این شاخص ها یک سری ذره تعریف می شود که هدف را دنبال می کنند. برای کاهش محاسبات و همچنین برای کاهش اثر نویز شاخصی، برای هدف های غیر واقعی یا نویز در نظر گرفته می شود. این الگوریتم قابل رقابت با سایر روشهای ردیابی از نظر دقت و سرعت را دارا می باشد که سرعت و دقت ردیابی این الگوریتم قابل تغییر است و بسته به شرایط استفاده می توان از آن استفاده کرد. در این پروژه سرعت و دقت rbmcda نسبت به چند روش مهم مقایسه شده که قدرت ردیابی این الگوریتم نسبت به دیگر روش ها مشهود است.

روش تصویربرداری functional mri روشی غیر تهاجمی برای بررسی عملکرد تابعی مغز است. به بیان واضح تر برای بررس‍ی اینکه برای هر دسته از اعمال بدن انسان کدام قسمت از مغز فعال است، ازاین نوع تصویربرداری استفاده می شود. همانطور که واضح است در یک لحظه مشخص بیش از یک قسمت از مغز انسان فعال است. لذا برای شناسایی عملکرد بخش خاصی از مغز نیاز داریم تا با یک روش خاص مراکز مختلف فعالیت در مغز را از یکدیگر متمایز نماییم. با فرض اینکه هر یک از منابع فعالیت در مغز انسان از یکدیگر مستقل هستند و بصورت خطی بایکدیگر ترکیب شده اند، می توان از مدل ica، با آنالیز اجزاء مستقل برای جداسازی اجزا با همان منابع موجود در تصاویر fmri استفاده نمود. منابع مذکور می تواند شامل منابع مرتبط با فعالیت و یا نویز باشد. مدل ica یک مدل مولد است. یعنی فرآیند تولید سیگنال مشاهده شونده را مدل می کند. برای پیاده سازی این مدل در این پروژه از روش fastica استفاده شده است. دلیل اصلی استفاده از این روش سرعت بالای همگرایی آن است. در واقع این روش با ماکزیمم مقدار غیر گوسی بودن هر فاکتور اولیه ای به جزء مستقل دست پیدا می کند. این روش ابتدا با توجه به سیگنال مشاده شده، مقدار اولیه ای که بصورت حدس وارد الگوریتن شده است را در نظر گرفته و مقدار غیر گوسی بودن آن را ماکزیمم می کند. با ماکزیمم شدن یک فاکتور در واقع به یک جزء مستقل دست پیدا کرده ایم که به طور خاص در مورد تصاویر fmri یکی از منابع فعالیت در مغز است. تنها تعدادی از منابع موجود در مغز ناشی از فعالیت ها هستند و باقی منابع ممکن است مربوط به اغتشاش های پدید آمده در هنگام تصویر برداری بتشند. مطابق تجربه منابع فعالیت در مغز داری طبیعت زیر گوسی یا sub-gaussian هستند، لذا برای اطمینان از صحت نتایج حاصله از پیاده سازی الگوریتم، نیاز به محاسبه معیارهای ارزیابی کننده داریم. برای این منظور دو راه وجود دارد. نخست استفاده از قدر مطلق kurtosis است که برای متغیرهای غیر گوسی بزرگتر از صفر است. یعنی برای تک تک منابع استخراج شده این معیار محاسبه می شود تا منابع اصلی شناسایی شوند. روش دوم استفاده از ضرایب همبستگی است. یعنی ضرایب همبستگی میان منابع دست آمده و مدل های شبیه سازی شده که توزیعی تزدیک به منابع فعالیت دارند را محاسبه می کنیم و نتایج حاصله را به ترتیب قرار می دهیم. هرچه مقدار ضریب همبستگی بیشتر باشد، منبع استخراج شده دقیق تر است.

امروزه با توجه به گسترش روزافزون استفاده از سیستم های هوشمند و نیاز به بکارگیری سیستم های بینایی مدل سازی به عنوان کاملترین سیستم بینایی استاندارد که بعد سوم اجسام را نیز در اختیار قرار می دهد از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. در این میان چهره با ویژگی های منحصر به فرد آن نظیر پیچیدگی سطوح هنرهای حرکتی و کاربردهای بسیار در ماردی از قبیل انیمیشن سازی سه بعدی واقعیت بخشی به کاتالوگ های سه بعدی و موزه های مجازی نمونه سازی اولیه سریع حمایت از پروژه های مرمت سازی و ... موضوع بسیار مهم و مناسبی برای اسکنرهای سه بعدی می باشد. در این پروژه هدف این بوده است که علاوه بر ساخت یک اسکنر سه بعدی به منظور دریافت اطلاعات چهره سیستمی تحقق یابد که در آن نیازی به عملیات سخت خسته کننده و زمان گیر کالیبراسیون نباشد و با استفاده از همان تصاویر دریافتی از موضوع مورد نظر بدون نیاز به از قبل کالیبره کردن سیستم با استفاده از صفحات و اجسام کالیبراسیون اجزای دستگاه اسکنر سه بعدی یعنی دوربین و پروژکتور را کالیبره کرد. در واقع سیستم خودش خودش را کالیبره می کند و نیازی به کالیبراسیون دستی ندارد. یکی دیگر از نکات ممتاز این پروژه حذف تاثیر نور محیط بر عمل اسکن کردن می باشد که باعث می شود در اتاق غیرتاریک نیز بتوان موضوع را اسکن کرد. همچنین با ارایه روشی مشکل اصلی سیستم های نور ساختاریافته یعنی نیاز به تابش الگوی فراوان به منظور کدکردن موضوع و مسایلی که این کار ایجاد می کند نیز برطرف شده است.

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش فرکانس و کاهش ابعاد در بردهای الکترونیکی، تاثیرگذاری و تاثیرپذیری خطوط انتقال درون برد بر هم افزایش یافته است. برای اطلاع از میزان این تاثیر نیاز به محاسبه همشنوایی بین خطوط جدی می شود. همچنین برای اطلاع یافتن از اینکه برد حاصل استانداردهای emc را بر آورده می کند، باید میزان ولتاژ و جریان القایی در انتهای خطوط هنگامی که این برددر حضور میدان الکترومغناطیس خارجی قرار گیرد و همچنین میزان میدان تشعشع یافته از آن محاسبه شود. برای خطوط مایکرواستریپ موازی موارد بالا به تفضیل با استفاده از روش های حالت ساکن مورد بررسی قرار گرفته است. اما هنگامی که دو خط مایکرواستریپ باهم موازی نباشند، ظاهرا تنها راه استفاده از روش های عددی تمام موج است. در این پروژه روش جدیدی که در سال های اخیر، بر پایه تاثیر میدان الکترومغناطیس خارجی بر خطوط انتقال، در محاسبه همشنوایی بین خطوط مایکرواستریپ غیر هم راستا معرفی شده است بکار گرفته و زمان اجرای آن کاهش داده شده است. سپس با توسعه این شیوه روش جدیدی در محاسبه ولتاژ القایی در اختتام های دو خط مایکرواستریپ مورب در حضور یک موج صفحه ای خارجی معرفی و اجرا شده است و در انتها با استفاده از قضیه همپاسخی و نتایج قسمت قبل میدان تشعشع یافته از این سیستم نیز محاسبه شده است. فصل سوم شامل موارد بالاست. به عنوان مقدمه در فصل اول به خطوط انتقال جندتایی و در فصل دوم به خطوط انتقال در حضور میدان الکترومغناطیس خارجی پرداخته شده است. فصل اول شامل معادلات خطوط انتقال چندتایی و محاسبه پارامترهای خطوط انتقال سیمی اس. فصل دوم با یافتن معادلات حاکم بر خطوط انتقال در حضور میدان الکترومغناطیس خارج شروع می شود و در نهایت به عبارات تقریبی برای ولتاژ القایی در اختتام های یک خط مایکرواستریپ که در معرض تابش یک موج صفحه ای قرار گرفته است ختم می شود.

کاربرهای ماهواره های در سطوح اقتصادی همچون بررسی زمین های کشاورزی، منابع آب زیر زمینی، جنگل ها، زمین شناسی و آب های جاری بر هیچ کس پوشیده نیست. اطلاعات به دست آمده از تصاویر ارسالی توسط ماهواره ها نیز می تواند در بررسی پراکندگی شهری و طرح های زیربنایی مفید واقع گردد. از آنجا که مجموعه تصویر برداری به عنوانقطب اصلی ماهواره معرفی می گردد و هر گونه نقص در آن حضور ماهواره را در فضا بدون معنی می سازد. طراحی سیستم الکترواپتیکی مناسب و ایمن به جهت بهبود کیفیت تصویر ثبت شده توسط ماهواره از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه، با تجزیه و تحلیل نیازهای سیستم و مشخصه های اصلی مورد نظر، همزمان با بهینه سازی و بررسی هزینه موثر، طراحی مناسب جهت تصویر برداری به روش هم پوشانی محاور بر مبنای مشخص سازی اولیه صورت پذیرفته است. در این طراحی سعی بر آن است که با حفظ سادگی و ایمنی و طول عمر سیستم ها، تصویری باکیفیت مناسب ثبت و ارسال گردد. به این منظور پس از بررسی سیستم های تصویر برداری و مسائل مربوط به اتمسفر و سیستم های اپتیکی، طراحی و بهینه سازی اپتیک ماهواره مورد نظر توسط نرم افزار اپتیکی انجام شده و مدارهای الکترونیکی مربوط به سیستم آشکارساز نیز توسط نرم افزارهای مربوطه طراحی و شبیه سازی شده اند تا بتوان تصویری دقیق و باکیفیت مناسب از سطح زمین تهیه کرد.