1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子学院,南京 210023
2 江苏省特种光纤材料与器件制备及应用工程研究中心,南京 210023
锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患,提出采用光纤布拉格光栅传感技术,在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集,实现了对锂离子电池阳极的原位监测,建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明,锂电池工作循环中,锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化,对应传感器波长偏移达100 pm,温度上升11.1 ℃;在排除温度因素的影响后,循环电流的跳变会引起阳极收缩,产生的应力使波长漂移达21.96 pm,约为18.3 με。此外,研究了不同充放电速率对电池的影响,10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍,应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化,同时解调速度快,有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障,研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。
锂电池 光纤布拉格光栅 温度 应力 原位监测 Lithium battery Fiber Bragg grating Temperature Stress In-situ monitoring
1 山东中医药大学智能与信息工程学院,山东 济南 250355
2 山东中医药大学第一临床医学院,山东 济南 250355
卷积神经网络(CNN)在新冠肺炎X射线图像分类中取得诸多成果,但卷积结构只能学习到特征图相邻空间位置的上下文信息。为了更好地结合胸部X射线图像全局信息,除了提高CNN的深度,所提网络通过设计主干网络ConvNeXt、聚合注意力模块、长短期记忆网络,更加关注全局与局部信息的交互性。对公开访问的COVID-19 Radiography Database数据集图像分类,所提网络在三分类实验中相较于基础模型ConvNeXt在准确率、精确率、召回率上分别提高1.60个百分点、1.23个百分点、1.76个百分点,且其在多项实验指标上优于Vision Transformer、Swin-Transformer,准确率、精确率、召回率、特异度分别提高到95.6%、96.03%、95.76%、97.53%。另外选用Chest X-ray数据集进一步验证所提网络泛化能力,采用Score-CAM算法验证其有效性。实验结果表明,所提网络对新冠肺炎X射线图像具有较好的分类效果。
图像处理 X射线图像 新冠肺炎 注意力机制 长短期记忆网络 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
3 长春希达电子技术有限公司,吉林 长春 130103
LED显示屏的图像显示质量一直是显示行业内重点关注的问题,而LED显示屏的白平衡参数决定了其复现和还原的显示图像的亮度和色调,是影响图像显示质量的重要因素。一般情况下,显示屏的白平衡由红、绿、蓝三基色的亮度配平比例确定,而且该配平比例相对稳定;但是对于LED的各个基色来说,环境因素的变化会引起基色参量的变化,从而导致显示屏白平衡的漂移,严重影响图像显示质量。本文基于色度学理论和LED显示特性,构建了特定LED显示颜色空间模型;并在设定颜色空间探究不同温度环境各个基色仅在亮度变化条件下对白平衡参数的影响,重点研究了在温度波动条件下白平衡的漂移规律以及显示图像产生的色调的畸变情况;通过归纳不同波动参数定量分析温度变化对LED显示屏白平衡主要参数的影响,为高清LED显示控制系统提供较有价值的图像修正理论依据,有助于提升高端LED显示产品的显示质量。
LED显示 温度波动 白平衡 LED display temperature fluctuation white balance
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210615
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100094, China
2 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
3 Graduate School, China Academy of Engineering Physics, Beijing, China
4 HEDPS, Center for Applied Physics and Technology, and College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
A recently proposed octahedral spherical hohlraum with six laser entrance holes (LEHs) is an attractive concept for an upgraded laser facility aiming at a predictable and reproducible fusion gain with a simple target design. However, with the laser energies available at present, LEH size can be a critical issue. Owing to the uncertainties in simulation results, the LEH size should be determined on the basis of experimental evidence. However, determination of LEH size of an ignition target at a small-scale laser facility poses difficulties. In this paper, we propose to use the prepulse of an ignition pulse to determine the LEH size for ignition-scale hohlraums via LEH closure behavior, and we present convincing evidence from multiple diagnostics at the SGIII facility with ignition-scale hohlraum, laser prepulse, and laser beam size. The LEH closure observed in our experiment is in agreement with data from the National Ignition Facility. The total LEH area of the octahedral hohlraum is found to be very close to that of a cylindrical hohlraum, thus successfully demonstrating the feasibility of the octahedral hohlraum in terms of laser energy, which is crucially important for sizing an ignition-scale octahedrally configured laser system. This work provides a novel way to determine the LEH size of an ignition target at a small-scale laser facility, and it can be applied to other hohlraum configurations for the indirect drive approach.
Matter and Radiation at Extremes
2022, 7(6): 065901
1 山东中医药大学智能与信息工程学院,山东 济南 250355
2 山东省中医院,山东 济南 250000
甲状腺癌的发病率近些年来不断上升,早期确诊甲状腺结节可以有效降低甲状腺癌死亡率。超声检查通常为甲状腺医学成像的首选方案,根据近些年国内外发表的相关文献,系统地概述了卷积神经网络(CNN)针对超声图像的甲状腺结节诊断算法,主要内容包括CNN在甲状腺结节的病灶区域提取、良恶性分类以及钙化点识别三个方面的应用。各算法的基本设计思想、网络架构形式、相关改进目的及方法都得到详细阐述,旨在为研究人员提供更清晰的参考思路。最后,总结性分析了基于CNN的甲状腺结节诊断的各类算法并探讨了其未来可能的研究热点及相关难点。
图像处理 卷积神经网络 甲状腺结节 算法 超声 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0800002
北京科技大学 材料科学与工程学院, 北京100083
蓝相是一种通常介于各向同性态和胆甾相态之间的高手性液晶相态, 由于其具有独特的光学各向同性、快速电场响应以及选择性反射波长等光学性能, 因而在液晶显示、光学器件以及在可调谐的三维光子晶体等方面均具有良好的发展前景。近年来, 蓝相液晶材料引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了蓝相液晶的发展历程、蓝相液晶网络聚合物的研究进展及其应用现状, 讨论了蓝相材料在显示和微电子领域的应用局限性, 最后总结了蓝相液晶和蓝相网络聚合物在先进功能材料设计和器件应用中的机遇和挑战。
液晶 蓝相 聚合物 快速响应 克尔效应 liquid crystal blue phase polymer fast response Kerr effect
1 山东中医药大学智能与信息工程学院, 山东 济南250355
2 山东中医药大学附属医院, 山东 济南250014
基于卷积神经网络的脑肿瘤图像分割是近年来图像处理领域的研究热点。基于此现状,首先阐述了脑肿瘤图像分割的意义、研究现状以及将卷积神经网络应用于脑肿瘤图像分割的具体优势。然后,对二维卷积神经网络、三维卷积神经网络以及卷积神经网络的经典改进模型应用于脑肿瘤图像分割的研究进展进行了详细综述,总结了在多模态脑肿瘤分割挑战赛的数据集中进行训练的分割结果。最后,讨论了卷积神经网络在脑肿瘤核磁共振图像分割中的未来发展方向。
图像处理 二维卷积神经网络 三维卷积神经网络 脑肿瘤分割 核磁共振成像 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2400003