Author Affiliations
Abstract
1 School of Optoelectronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Key Laboratory of Photo-electronic Imaging Technology and System (Beijing Institute of Technology), Ministry of Education of China, Beijing 100081, China
Visible light positioning becomes popular recently. However, its performance is degraded by the indoor diffuse optical channel. An artificial neural-network-based visible light positioning algorithm is proposed in this Letter, and a trained neural network is used to achieve positioning with a diffuse channel. Simulations are made to evaluate the proposed positioning algorithm. Results show that the average positioning error is reduced about 13 times, and the positioning time is reduced about two magnitudes. Moreover, the proposed algorithm is robust with a different field-of-view of the receiver and the reflectivity of the wall, which is suitable for various positioning applications.
060.4510 Optical communications 200.4260 Neural networks 230.3670 Light-emitting diodes 
Chinese Optics Letters
2017, 15(5): 050601
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optoelectronics, Image Engineering and Video Technology Lab, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Key Laboratory of Photoelectronic Imaging Technology and System, Ministry of Education of China, Beijing 100081, China
We develop an improved global reconstruction method for Fourier ptychographic microscopy, a newly reported technique for wide-field and high-resolution microscopic observation. The gradational strategy and graphic processing unit computing are applied to accelerate the conventional global reconstruction method. Both simulations and experiments are carried out to evaluate the performance of our method, and the results show that this method offers a much faster convergence speed and maintains a good reconstruction quality.
170.3010 Image reconstruction techniques 170.0180 Microscopy 100.5070 Phase retrieval 
Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 111702
作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094
3 武汉大学 电子信息学院, 湖北 武汉 430072
星载激光测高仪多模式回波是由多个目标产生的子脉冲组合而成。根据多模式目标的空间分布特点, 采用倾斜角、区域面积、中心位置和高度等参数实现其子目标的几何化建模, 结合目标响应函数的基本定义, 利用线积分的方式构建了子目标响应函数的表达形式。同时, 基于一阶矩理论推导出子目标激光测距真值及其修正值的数学模型。以星载激光测高仪GLAS系统参数为输入, 利用数值分析的方法, 模拟出子目标倾斜角、面积和位置对接收脉冲回波形态和激光测距修正值的影响。结果表明, 随着子目标倾斜角、区域面积和子目标偏离光斑中心距离的增加, 激光测距修正值也逐渐增大。针对平坦目标、缓坡目标和陡坡目标, 其激光测距修正值分别达到1.33 m、4.98 m和12.07 m, 其影响程度非常大。基于激光测距修正值的分布规律, 以子目标倾斜角、面积和中心偏距为变量, 采用线性函数描述了激光测距修正值的理论表达形式, 所得结论对于提升多模式激光测距值的测量精度具有重要的指导作用。
星载激光测高仪 多模式接收回波信号 时间重心 激光测距修正值 satellite laser altimeter multiple mode received waveform signal time centroid corrected value of laser ranging 
红外与激光工程
2017, 46(10): 1006001
作者单位
摘要
1 绍兴职业技术学院 信息工程学院,  浙江 绍兴 312000
2 哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院,  哈尔滨 150090
3 北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室,  北京 100081
针对单幅图像去雾算法容易产生光晕现象且去雾后图像细节不突出的问题, 提出了一种基于各向异性扩散的去雾算法.首先在基于像素的暗通道先验假设的基础上计算出初始大气传输函数, 使用Perona-Malik偏微分方程模型求解出精细化的大气传输函数, 再经过最小值校正, 最终得到准确的大气传输函数。为了估计大气光, 对基于像素的亮通道图像进行像素排序, 从中选取出可靠的大气光向量。实验结果表明,提出的算法能够恢复更多的图像细节, 同时有效地抑制了光晕现象。
去雾 各项异性扩散 暗通道 最小值校正 dehazing anisotropic diffusion dark channel prior minimum pixel correction 
光学技术
2017, 43(4): 354
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optoelectronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Key Laboratory of Photo-electronic Imaging Technology and System, Ministry of Education of China, Beijing 100081, China
Indoor visible light positioning becomes attractive due to the increasing demands of location-based services. This Letter proposes an indoor imaging visible light positioning scheme with a sampled sparse light source, image sensor, and gyro. An indoor positioning cellular with a single reference light source and an off-the-shelf mobile device is demonstrated. Experimental results show that the 3-dimensional positioning error is only several centimeters even with a rotated, rolled, and pitched mobile device. The proposed scheme is convenient and cost effective because the transmitter takes advantage of the existing lighting infrastructure and the receiver is a commercial mobile phone without any extra accessories.
060.4510 Optical communications 230.3670 Light-emitting diodes 
Chinese Optics Letters
2016, 14(9): 090602
作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 华北光电技术研究所, 北京 100015
在红外搜索跟踪应用中, 对突然出现和消失的变异点的检测一直是个亟待关注和研究的重要课题。随着多波段红外探测系统的应用, 提出一种基于广义累积和的红外目标运动轨迹序列检测新方法, 将检测波段从单波段扩展到多波段, 从而保证虚警概率不大于某一定值的情况下, 使多波段变异点探测概率增大或使所需的信噪比和平均检测时延大大减小。数据仿真表明, 这一方法在红外变异点目标序列检测方面具有良好的效果, 在虚警概率一定的情况下, 信噪比检测门限可降低至传统方法的60%, 双波段变异点平均检测时延约减少为传统检测方法的1/2。
信息处理 广义累积和 红外目标检测 多波段 红外搜索跟踪系统 平均检测时延 information processing generalized cumulative sum infrared target detection multi-band IRST mean detection delay 
红外与激光工程
2016, 45(5): 0526001
作者单位
摘要
北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京100081
室内可见光通信是一种利用室内照明白光LED灯来实现高速通信的新兴技术。当接收器在室内角落时较大的接收角限制了光电探测器的接收功率,从而降低了系统信噪比。为了实现接收器在室内各个位置处均能获得最大功率,提出了包含非视距链路情况下(墙壁一次反射)倾斜探测器接收面的设计方法,即在考虑视距链路(直射)的同时,还考虑了墙壁一次反射非视距链路下倾斜接收器的倾角设计。在室内各个位置处的最优倾斜角度可以通过牛顿算法得到,该快速算法的迭代次数仅为3~4次。仿真结果表明,倾斜接收器后系统最小信噪比提高大约5 dB,最大信噪比和平均信噪比均提高大约2 dB。尤其对改善室内角落处的信噪比最为显著。
光通信 光电探测器 非视距链路 optical communications photodetectors LED light emitting diode line-of-sight 
红外与激光工程
2015, 44(9): 2783
作者单位
摘要
北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京100081
白光LED灯几MHz到几百MHz的调制带宽使其在照明的同时兼具通信功能。首先提出了照度均方差最小化准则来设计LED灯在室内的布局问题,分别考虑了不包含墙壁反射和包含墙壁反射两种情况下对室内照度分布的影响,分别给出了两种情况下白光LED灯的最优布局。然后分析了室内视距链路(不包含墙壁反射)和非视距链路(包含墙壁反射)下的室内照度分布、接收功率分布以及信噪比分布。非视距链路相对于视距链路来说,室内照度分布和接收功率分布明显增加,但是信噪比明显下降,这主要是由于非视距链路下墙壁反射产生的码间干扰所致。
可见光通信 信噪比 LED LED visible-light communication signal to noise ratio 
红外与激光工程
2015, 44(8): 2496
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 中国人民解放军63963部队,北京 100072
:室内可见光无线通信技术是随着白光LED照明技术的发展而兴起的无线光通信技术。在分析目前的可见光通信技术基础上,针对室内可见光通信系统的应用需求,设计了雪崩光电二极管(APD)探测电路组件。首先阐述了APD探测电路的工作原理,其次详细设计并分析了系统各组成部分的电路结构及其功能,最后对所设计的用于室内可见光通信接收子系统的探测组件进行了相关实验测试。实验结果表明:设计有效可行,APD探测电路具有增益高、带宽宽、温控可靠、稳定性好等优点,对室内可见光通信系统有很好的应用价值,为室内可见光通信系统进一步研究提供依据。
可见光通信 雪崩光电二极管 温度控制 visible light communication avalanche photodiode temperature control 
红外与激光工程
2015, 44(2): 0731
作者单位
摘要
1 北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
2 华北光电技术研究所,北京 100015
针对目标在真实红外场景图像中的非线性、非高斯特性,从非线性理论出发构建状态和观测模型,提出了一种基于最优非线性滤波算法的红外弱小目标检测前跟踪算法。采用基于谱分离思想的Wiener混沌展开方法对构建的随机微分方程进行求解,并将算法结构分为两部分:一部分与观测数据无关且耗时的计算放在观测前期完成;另一部分是与观测数据有关的实时快速计算放在后续执行,以提高运算效率。仿真结果表明,该算法在低信噪比红外目标检测中表现出了良好的检测性能,更适合实时应用。
最优非线性滤波 检测前跟踪 Wiener混沌多项式 谱分解格式 optimal nonlinear filtering tack-before-detect Wiener chaos decomposition spectral separation scheme 
光学技术
2015, 41(4): 369

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