山东中医药大学智能与信息工程学院，山东 济南 250355
甲状腺结节是成人临床最常见的结节性病变之一，发病率一直居高不下。甲状腺结节有良性和恶性之分，后者即为甲状腺癌，会造成患者呼吸吞吐困难甚至危及患者生命。因此，识别甲状腺结节的良恶性是诊断和治疗甲状腺结节的首要问题。深度学习能够自动提取结节特征，并完成甲状腺结节的良恶性初步分类。随着深度学习分类准确率的不断提高，目前它已成为甲状腺结节良恶性辅助诊断的重要手段。为更好地进行甲状腺结节良恶性分类辅助诊断研究，对常用的结节分类性能评价指标进行介绍；按卷积神经网络、Transformer、深度神经网络、生成对抗网络、迁移学习、集成学习以及基于深度学习的计算机辅助诊断系统进行分类，对它们在甲状腺结节良恶性分类中的应用进行阐述，并进行综合对比分析；总结了目前研究中存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。
甲状腺结节 良恶性分类 深度学习 图像处理 辅助诊断 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0800002
1 咸阳师范学院物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000
2 西北工业大学自动化学院，陕西 西安 710072
3 西安建筑科技大学机电工程学院，陕西 西安 710055
为解决激光雷达目标点云配准技术中精确配准步骤中所存在的匹配速度慢和匹配误差大的问题，提出了一种基于邻域曲率改进的迭代最近点（ICP）精准化匹配算法。初始配准采用传统的主成分贴合法，给精确配准找到一个较好的初始位置，精配准采用基于领域曲率改进的ICP算法。以斯坦福兔子和场景点云作为实验研究对象，配准结果和数值分析共同表明，基于邻域曲率改进的ICP算法在点云配准中的可行性，且与其他算法相比，所提算法的配准速度更快、匹配精度更高，为三维数据重建和目标识别技术提供一种更高效的新方法。
遥感 激光雷达 邻域曲率 精确配准 迭代最近点算法 点云数据重建 激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0228008
华侨大学信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
涡旋光束的轨道角动量 (OAM) 可用于信息的编码, 因此在自由空间光通讯等领域具有重要的应用价值。然而, 实际的传输空间通常存在着各种随机介质, 会造成传输涡旋光束的波面畸变, 导致传统的方法无法准确测量涡旋光束的轨道角动量。针对此问题, 以毛玻璃作为随机介质, 基于深度学习技术, 从涡旋光束经过毛玻璃所产生的散斑场中准确识别出了涡旋光束的轨道角动量。为提升光信息的编码与传输能力, 还进一步测试了多涡旋结构光束的轨道角动量识别。测试结果表明, 对于五个涡旋结构的光束, 所设计的网络仍能从单帧散斑图中准确识别其轨道角动量。
量子光学 轨道角动量 深度学习 涡旋光束 散斑 quantum optics orbital angular momentum deep learning vortex beam speckle
1 西南林业大学 数理学院 ，云南 昆明 650224
2 昆明铁道职业技术学院，云南 昆明 650224
准确提取三维点云数据中待测目标的点云集合是三维点云目标识别技术的一个关键问题，也是近年来目标识别领域从二维向三维拓展的一个重要挑战，其主要难点在于快速寻找离散点云之间的相关函数关系。结合立体视觉与特征匹配构建了可以表征不同视场条件下的目标点云约束的机制，通过采用立体视觉作为约束条件完成了对原有特征匹配算法的优化。设计了基于立体视觉的估计算法，通过训练学习获得了不同选取比例条件下的识别规则。实验采用ARIES激光雷达采集点云，并通过MATLAB选取三种典型目标状态。当目标区分度高时，优化前后的目标识别率都在98%以上；当目标区分度低时，优化后对目标边界的限定条件可以很好地提高识别概率。采用优化的点云数据位置偏差量可达到0.55 mm，相比未优化的0.74 mm提高了0.19 mm。同时，优化后算法的收敛时间曲线要优于未优化的，3000点以上的收敛时间均值约为8.33 s，优于未优化的12.76 s。综上所述，优化后的算法具有更好的识别效率。
目标识别 点云数据处理 立体视觉 特征匹配 target recognition point cloud data processing stereo vision feature matching 红外与激光工程
2022, 51(9): 20210596
1 新疆医科大学 公共卫生学院, 乌鲁木齐 830017
2 新疆医科大学 医学工程技术学院, 乌鲁木齐 830017
通过多种肿瘤数据库和生物信息学方法分析磷脂酶A2-Ⅶ(PLA2G7)的基因在宫颈癌中的表达与预后及免疫浸润的关系。利用cBioPortal、GEO、GEPIA2、TCGA数据库分析PLA2G7基因的遗传变异、表达情况及其与患者预后的关系。利用基因集富集分析(GSEA)和基因集变异分析(GSVA)方法研究TCGA中宫颈癌患者PLA2G7表达的生物学功能及参与的信号通路。通过TIMER数据库分析PLA2G7表达与免疫浸润细胞及其标记基因之间的相关性。结果显示: 与正常宫颈组织相比, PLA2G7在宫颈肿瘤组织中高表达; PLA2G7的高表达显著富集在趋化因子信号通路、自然杀伤细胞介导的细胞毒性、T细胞受体信号通路等免疫相关通路上; PLA2G7高表达与总生存期(OS)的延长相关(log-rank P=0.030); 亚组分析表明, PLA2G7高表达在年老组、stageⅠ&stageⅡ和G3&G4中与较长的OS相关; PLA2G7表达与宫颈肿瘤组织中CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞的浸润水平呈正相关, 并与免疫细胞基因标记物CD86、CD115(CSF1R)、CD163、MS4A4A、CD11c(ITGAX)、CTLA4和TIM-3(HAVCR2)的表达存在强相关性。本研究表明, 在宫颈癌患者中PLA2G7高表达可能是通过增强免疫细胞的募集信号通路、调节免疫浸润细胞的富集, 从而改善宫颈癌患者的生存状况。这为PLA2G7作为宫颈癌诊断治疗及其预后评估的生物标志物提供了理论基础。
宫颈癌 免疫浸润 预后 PLA2G7 PLA2G7 cervical cancer immune infiltration prognosis
1 国网长春供电公司, 吉林 长春 130021
2 东北电力大学 电气工程学院, 吉林 吉林 132012
针对高压单芯交联电缆密封接头内部在线测温应用场景, 该文设计了一种内置式无源无线声表面波传感器及其读取器。着重介绍了实现传感器响应信号高灵敏检测的射频电路设计细节。将高压电缆铜线芯变成传感器接收天线的一部分, 由于电缆线芯与读取天线的耦合作用, 增强了响应信号。读取器采用高增益偶极子天线和自适应发射功率调节, 提供足够强的激励信号; 通过有效抑制或阻隔沿“路”或“场”传播的高频干扰, 提高了信噪比和接收灵敏度。110 kV电缆试验结果表明, 在接近实际运行条件下, 所研制的样机不仅通信效果良好, 且测温数据能准确反映电缆密封接头内部温度变化。
高压电缆密封接头 声表面波 在线测温 电缆线芯耦合 接收灵敏度 温升试验 high voltage cable sealed joint surface acoustic wave on-line temperature measurement cable core coupling receiver sensitivity temperature rise test
1 西南林业大学，云南 昆明 650224
2 昆明铁道职业技术学院，云南 昆明 650224
激光通信具有信息容量大、光学增益高、高度抗干扰和抗截获能力等突出优点，是解决高速通信问题的重要技术手段。根据激光通信中收发一体、双向双工工作模式对收发隔离度的要求，通过对不同光学结构隔离度仿真分析后，提出采用离轴三反光学天线降低后向散射从而实现高收发隔离度，在光学设计时，通过迭代优化控制光学表面上最小入射角，以及对光学表面精细加工工艺提出了明确的指标要求，最终实现了隔离度≥70 dB。仿真分析得出物方视场角5 mrad隔离度为73.7 dB,实测Φ150 mm离轴三反光学天线的隔离度可达73 dB，与仿真分析的结果一致,满足卫星激光通信系统捕跟和通信对光线天线隔离度的要求，可用于星间激光通信。
光通信 离轴三反 光学设计 隔离度 photo-communication off-axis three-mirror optical design isolation 红外与激光工程
2021, 50(7): 20200521
为了研究部分相干反常涡旋光束在各向异性大气湍流中的漂移特性, 基于各向异性非Kolmogorov大气湍流谱模型, 利用几何光学近似与Rytov近似解得到了部分相干反常涡旋光束(PCAVB)在各向异性湍流中传输的光束漂移解析式, 并对该漂移解析式进行数值模拟。研究了拓扑荷、相干长度、各向异性因子、折射率结构常数等光束参量及湍流参量对PCAVB在湍流中的均方根光束漂移与相对光束漂移的影响。结果表明, 相干性越好的反常涡旋光束, 会使光束在各向异性湍流中的漂移现象变得更严重; 随拓扑荷数的增加, 可以一定程度降低湍流对光束漂移的影响; 湍流随各向异性因子的增大, 对部分相干反常涡旋光束的漂移影响明显减弱; 广义指数参量在3~3.3范围增长时, 对PCAVB均方根漂移与相对漂移影响最大, 而在3.3~4之间增长时, 对光束均方根漂移与相对漂移影响逐渐减弱。此研究对反常涡旋光束在各向异性大气湍流中的传输提供了一种理论模型参考。
大气光学 反常涡旋光束 各向异性大气湍流 漂移 atmospheric optics anomalous vortex beam anisotropic atmospheric turbulence wander
三明学院 机电工程学院, 福建 三明 365004
微波光子滤波器(MPF)的参数不可调, 限制了其在全光网络中的应用。运用光模式耦合理论和矩阵行列式分析取样光纤布喇格光栅(FBG)的频谱特性, 利用取样FBG的周期性排列结构, 研究得到一种多通道MPF的多参数可调谐设计, 并建立了基于四阶取样FBG阵列的多通道MPF的仿真模型。仿真结果表明: 提高光栅的折射率变化率可增大MPF通道带宽; 增加相邻FBG的光程差可增大MPF通道间隔; 控制FBG温度以调谐MPF中心波长, 使MPF在低通、高通、带通及带阻滤波器之间可灵活切换。
微波光子滤波器 取样光纤布喇格光栅 多通道 可调谐 光模式耦合 microwave photonic filter sampled fiber Bragg grating multi-channel tunable optical mode coupling
Author Affiliations
Abstract
1 School of Sciences, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2 School of Physical Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China
3 Hebei Jiya Electronics Co., Ltd., Shijiazhuang 050071, China
4 Hebei Provincial Research Center of LCD Engineering Technology, Shijiazhuang 050071, China
Image sticking in liquid crystal display (LCD) is related to the residual direct current (DC) voltage (RDCV) on the cell and the dynamic response of the liquid crystal materials. According to the capacitance change of the liquid crystal cell under the DC bias, the saturated RDCV (SRDCV) can be obtained. The response time can be obtained by testing the optical dynamic response of the liquid crystal cell, thereby evaluating the image sticking problem. Based on this, the image sticking of vertical aligned nematic (VAN) LCD (VAN-LCD) with different cell thicknesses (3.8 μm and 11.5 μm) and different concentrations of γ-Fe2O3 nanoparticles (0.017 wt.%, 0.034 wt.%, 0.051 wt.%, 0.068 wt.%, 0.136 wt.%, 0.204 wt.%, and 0.272 wt.%) was evaluated, and the effect of nano-doping was analyzed. It is found that the SRDCV and response time decrease firstly and then increase with the increase of the doping concentration of γ-Fe2O3 nanoparticles in the VAN cell. When the doping concentration is 0.034 wt.%, the γ-Fe2O3 nanoparticles can adsorb most of the free impurity ions in liquid crystal materials, resulting in 70% reduction in the SRDCV, 8.11% decrease in the decay time, and 15.49% reduction in the rise time. The results show that the doping of γ-Fe2O3 nanoparticles can effectively improve the image sticking of VAN-LCD and provide useful guidance for improving the display quality.
nanoparticles doping image sticking SRDCV response time VAN-LCD Chinese Optics Letters
2020, 18(3): 033501
