作者单位
摘要
1 宁波大学 信息科学与工程学院,浙江宁波352
2 宁波大学 科学技术学院 信息工程学院,浙江宁波3151
沉浸式的虚拟现实体验中视觉诱发晕动症(Visually Induced Motion Sickness, VIMS)是影响虚拟现实系统发展与应用的一个重要问题。现有的基于视觉内容的评价方案大多考虑的要素不够全面,对运动信息的提取较为简单,且少有考虑时域上的突变对晕动症的影响。针对上述问题,提出了虚拟现实中视觉诱发晕动症时空多特征评价模型;基于立体全景视频中空域、时域信息来设计视觉诱发晕动症评价模型,采用更符合人眼感知的加权运动特征,并考虑了立体全景视频时域的突变信息设计了特征提取方式。所提出模型分为预处理模块、特征提取模块及时域聚合与回归模块。预处理模块用于视口提取和光流图、视差图、显著图的估计。特征提取模块包含前背景加权运动特征提取、基于变换域的视差特征提取、空间特征提取及时域突变特征提取。时域聚合后通过支持向量回归得到VIMS评价分数。实验结果表明,该模型在立体全景视频数据库SPVCD上的预测结果与平均主观意见分的皮尔逊线性相关系数为0.821、斯皮尔曼相关系数为0.790、均方根误差为0.489。该模型取得了优良的预测性能,验证了所提出特征提取模块的有效性。
虚拟现实 立体全景视频 晕动症 运动感知 突变特征 virtual reality stereoscopic panoramic video motion sickness motion perception abrupt change feature 
光学 精密工程
2024, 32(4): 595
作者单位
摘要
1 宁波大学 信息科学与工程学院,浙江宁波352
2 宁波大学科学技术学院 信息工程学院,浙江宁波3151
光场相机能够同时捕获光线的强度和方向信息,但由于成像传感器尺寸的限制,无法同时获得高空间和角度分辨率的光场图像。提出了一种联合傅里叶卷积和通道注意力的光场角度重建方法,通过使用稀疏光场图像4个边角位置的参考视图,可以间接地重建出密集光场图像。考虑到光场数据的内在4D结构,采用通道级密集快速傅里叶残差卷积块,在空域和频域对光场图像的空间和角度相关性进行建模,然后采用基于全局响应归一化的通道注意块,以实现通道间的自适应融合。此外,还提出了一种改进的视点加权间接合成方法,通过为每个参考视图分配一个置信图,为参考视图之间建立联系以合成更真实的新视图。实验结果表明,相比于现有先进的光场角度重建算法IRVAE,所提方法的重建光场图像质量在自然光场数据集30Scenes,Occlusion和Reflective上的平均PSNR分别提高了0.08,0.13和0.13 dB。所提方法在保证光场角度一致性的前提下取得了清晰的重建结果。
光场角度重建 傅里叶卷积 全局响应归一化 视点加权的间接合成 light field angular reconstruction Fourier convolution global response normalization viewpoint weighting indirect view synthesis 
光学 精密工程
2024, 32(3): 456
作者单位
摘要
1 湖南农业大学食品科学技术学院, 湖南 长沙 410128
2 湖南师范大学医学院, 湖南 长沙 410013
菊花为菊科植物菊的头状花序, 滁菊、 贡菊、 杭菊和亳菊是常见的几类药用品种菊花。 不同品种菊花在外观上具有极大的相似性, 非专业人员仅凭肉眼难以对其进行准确鉴别分析。 常规仪器分析法检测成本较高, 分析时间较长, 且需要对样品进行破坏性处理, 影响了产品的二次销售。 近红外光谱技术作为近年来快速发展起来的一种绿色、 简单、 快速的新型检测技术, 在中药鉴别领域取得了很大的进展。 基于便携式近红外光谱仪结合化学计量学方法建立了一种菊花品种无损鉴别方法。 利用便携式近红外光谱仪采集了滁菊、 贡菊、 杭菊和亳菊完整以及粉末状两种物理形态样品的光谱, 采用单一以及组合光谱预处理方法消除光谱中存在的干扰, 结合不同模式识别方法(主成分分析法、 软独立模式分类法和Fisher线性判别分析法)分别构建了不同品种菊花的鉴别模型。 结果表明: 由于仪器的限制及样品物理性状的原因, 光谱中存在较为明显的背景、 基线漂移以及噪声的干扰, 完整样品由于物理性状的原因, 基线漂移干扰尤为严重; 采用主成分分析法结合光谱预处理方法无法实现不同品种菊花的准确鉴别, 完整样品最佳鉴别正确率仅为8.33%, 粉末样品最佳鉴别正确率为52.38%; 通过软独立模式分类法结合预处理方法可以得到较为准确的鉴别结果, 完整样品光谱数据经一阶导数+多元散射校正优化后鉴别正确率为95%, 粉末状样品数据采用原始数据的鉴别正确率为92.5%; Fisher线性判别分析方法结果最佳, 完整样品数据经连续小波变换优化后可以得到97.5%的鉴别正确率, 粉末状样品采用原始光谱便可得到100%鉴别正确率。 以上结果表明, 当采用合适的预处理和建模方法, 完整样品和粉末状样品鉴别结果较为一致, 基于便携式近红外光谱仪结合化学计量学可实现对不同品种菊花的准确无损鉴别分析, 为食药同源产品的无损鉴别分析提供了新途径。
便携式近红外光谱仪 菊花 无损鉴别 Fisher线性判别分析 Portable near infrared spectrometer Chrysanthemum Nondestructive identification Fisher linear discri-minant analysis 
光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1129
作者单位
摘要
中南大学化学化工学院,长沙 410083
能源革命中的新范式对电化学储能技术提出了更高的要求,而储能材料是电化学储能技术发展的关键。近年来,高熵作为一种新兴的材料设计策略,极大地扩展了电化学储能材料设计空间,有望用于突破当前电化学储能材料综合性能瓶颈,为电化学储能技术发展提供新动力。重点介绍了高熵电化学储能材料在锂离子电池、钠离子电池以及超级电容器电极材料方面的研究进展;简述了高熵材料的基本概念,主要包括高熵的定义与相关效应。从高熵的视角,总结了相关效应对电化学储能材料结构特性及性能的影响规律。最后,总结了对未来高熵电化学储能材料发展所带来的新机遇与新挑战提出了个人理解。
高熵 电化学储能材料 锂离子电池 钠离子电池 超级电容器 high entropy electrochemical energy storage materials lithium ion battery sodium ion battery supercapacitor 
硅酸盐学报
2022, 50(1): 174
梅宇 1,2彭飞 2孙明 1郑华东 1[ ... ]夏新星 1,2,*
作者单位
摘要
1 上海大学机电工程与自动化学院,上海 200444
2 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
基于全息波导的增强现实近眼显示技术可以直接为用户双眼提供虚实融合的图像信息,形态相对便携,近年来发展较为迅速。但目前报道的全息波导近眼显示多采用平板波导结构,一般需额外添加曲面护目镜,系统体积相对较大。因此提出基于柱面全息波导的增强现实近眼显示方法,实现了近眼显示从传统平板全息波导形态到曲面类型全息波导的拓展。提出柱面全息波导的全息曝光制备方法并制备柱面全息波导,搭建柱面全息波导近眼显示平台实验系统,实现了出瞳大小约10 mm,单目视场角约24°的增强现实显示效果,将为曲面波导与曲面护目镜的结合提供技术基础。
柱面波导 全息波导 全息光学元件 近眼显示 头盔显示器 
激光与光电子学进展
2022, 59(20): 2011012
作者单位
摘要
宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
针对水下图像存在颜色失真和视觉模糊等问题,提出基于光衰减先验和背景光融合的水下图像复原算法。首先通过最大强度先验计算背景光一,基于图像四叉树的方法估计背景光二,根据水下图像光照的亮暗情况对两个局部背景光进行融合,确定全局背景光;其次根据光衰减先验估计场景的相对深度,进而计算三个通道的透射率;然后逆求解水下光学成像模型以消除后向散射;最后结合限制对比度自适应直方图均衡算法以更好地校正水下图像的颜色畸变,最终得到复原后的水下图像。与4种具有代表性的水下图像复原方法进行主客观评价对比实验。实验结果表明,所提算法可以有效去除水下图像的视觉模糊,视觉效果更接近自然场景中的图像。
图像处理 水下图像复原 场景深度估计 透射率估计 背景光融合 
激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0810013
作者单位
摘要
1 宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
2 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室, 江苏 南京 210093
随着三维网格在数字游戏、影视动画、虚拟现实等领域的广泛应用,针对三维网格的处理方法也越来越多,包括压缩、简化、嵌入水印和去噪等,这些处理技术均不可避免地导致三维网格的失真。如何更好地评估三维网格的视觉质量成为目前亟需解决的问题。回顾了近20年来发展起来的三维网格的客观质量评价方法。介绍了这一领域常用评价方法的技术指标以及常用的数据库;对现有的典型三维网格的质量评价方法进行了分类并介绍了其各自的特点;在常用的数据库上对所介绍的典型算法进行性能测试和比较;对三维网格客观质量评价方法进行了总结与展望。
图像处理 三维网格 失真 视觉质量 数据库 质量评价 
激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0200003
戚余斌 1郁梅 1,2,*姜浩 1,3邵华 1蒋刚毅 1,2
作者单位
摘要
1 宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
2 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室, 江苏 南京 210093
3 浙江工商职业技术学院智能家电宁波市重点实验室, 浙江 宁波 315012
针对多曝光图像融合中存在细节丢失和颜色失真等问题, 本文提出了一种基于张量分解和卷积稀疏表示的多曝光图像融合方法。张量分解作为一种对高维数据低秩逼近的方式, 在多曝光图像特征提取方面有较大的潜力, 而卷积稀疏表示是对整幅图像进行稀疏优化, 能最大程度地保留图像的细节信息。同时, 为了避免融合图像出现颜色失真, 本文采取亮度与色度分别融合的方式。首先通过张量分解得到源图像的核心张量; 然后在包含信息最多的第一子带上提取边缘特征; 接着对边缘特征图进行卷积稀疏分解, 继而利用分解系数的L1范数来得到每个像素的活跃水平; 最后用“赢者取全”策略生成权重图, 从而加权得到融合后的亮度分量。与亮度融合不同的是, 色度分量则采用简单的高斯加权方式进行融合, 在一定程度上解决了融合图像的颜色失真问题。实验结果表明, 所提出的方法具有良好的细节保留能力。
张量分解 卷积稀疏表示 字典学习 多曝光融合 tensor decomposition convolution sparse representation dictionary learning multi-exposure fusion 
光电工程
2019, 46(1): 180084
吴志强 1郁梅 1,2,1; 2; 姜浩 1陈芬 1蒋刚毅 1,2
作者单位
摘要
1 宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
2 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室, 江苏 南京 210093
针对360°全景视频在等矩形投影面中编码时存在冗余像素较多且较少考虑感兴趣区域(ROI)画面质量的问题,提出一种基于ROI的360°全景视频编码算法。该算法利用当前帧编码残差信息求取ROI并指导下一帧编码;利用球面到等矩形投影面的映射函数求出各纬度处像素的冗余程度,将其作为非ROI量化参数的调节因子,并与ROI量化参数调节因子共同决定每帧画面最大编码单元级别的编码参数设置。实验结果表明,在使用加权球面峰值信噪比和球面峰值信噪比全景视频客观评价方法评价编码效果时,与HEVC编码器参考软件相比,本文方法码率最高可节省4.98%,平均码率可节省2.46%,相同码率下视频质量平均提高0.145 dB。与相关代表性方法相比,ROI内容质量明显提升。
图像处理 360°全景编码; 等矩形投影 感兴趣区域 量化参数 加权球面峰值信噪比 
激光与光电子学进展
2018, 55(6): 061013
作者单位
摘要
1 宁波大学信息科学与工程学院,浙江 宁波 315211
2 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室,江苏 南京 210093
高动态范围成像通常需要利用多个不同曝光时间的低动态范围图像来合成高动态范围图像。在合成后图像噪声会进一步放大,可能导致最终的高动态范围图像视觉质量严重降低。针对合成图像需要保留低曝光图像中高亮区域的细节信息以及高曝光图像中低暗区域的细节信息,且图像噪声与亮度有关这一问题,本文提出一种基于亮度分区、噪声水平估计的高动态范围图像融合过程中的噪声抑制算法。首先,根据图像的亮度信息,确定低动态范围图像的不同亮度区域;然后对图像不同亮度区域,利用重叠块估计噪声水平,根据得到的噪声水平,指导图像的稀疏去噪;最后,对处理后的低动态范围图像,采用融合方法合成高动态范围图像。实验结果表明,所提出的算法能有效地抑制图像噪声,合成的高动态范围图像具有更好的视觉质量。
高动态范围图像 多曝光图像 亮度分区 噪声水平 稀疏去噪 high dynamic range image multiple exposure images luminance partition noise level sparse denoising 
光电工程
2018, 45(7): 180083

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