1 沈阳建筑大学材料科学与工程学院, 沈阳 110168
2 中国建筑土木建设有限公司, 北京 100070
钢渣水化活性差, 体积安定性不良限制了其作为辅助性胶凝材料的应用, 但钢渣具有很好的碳酸化活性。本文在对钢渣进行预处理的过程中通过调整CO2浓度及碳酸化时间, 调控钢渣的碳酸化程度, 分析了碳酸化对钢渣微观结构及固碳效果的影响, 同时评价了碳酸化钢渣作为辅助性胶凝材料的可行性。结果表明: 含30%(质量分数)钢渣的水泥砂浆试块3、28 d抗压强度较未掺钢渣水泥砂浆分别降低了43.2%和30.0%, 净浆试块经压蒸试验后由于膨胀过大而溃散; CO2浓度对钢渣的固碳量有显著的影响, 高浓度(体积分数为99.9%)CO2进行碳化养护3 min时钢渣固碳量就达到了3.67%。钢渣的体积安定性与碳酸化程度呈正相关, 而过度碳酸化处理会降低其水化活性, 掺加30%(质量分数)碳酸化预处理3、10 min钢渣的砂浆3 d抗压强度较掺加30%原始钢渣的砂浆分别提高了28.3%和15.8%。
钢渣 碳酸化 复合胶凝材料 水化活性 体积安定性 抗压强度 steel slag carbonation composite cementitious material hydration activity volume stability compressive strength
大连海事大学信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
针对遥感船舶检测任务场景中与海面颜色相似船舶显著值低以及海岸线、岛屿等背景干扰问题, 提出一种基于显著性候选区域的遥感船舶检测算法。首先, 该算法采用脉冲耦合神经网络将根据改进频率调谐显著性检测与Hessian矩阵边缘检测得到的两种显著图相融合得到总显著图, 以提高与海面背景颜色相近船舶的显著值, 从而提取有效的船舶候选区域切片; 然后, 利用迁移VGG16网络提取数据集特征训练SoftMax分类器, 以鉴别该候选区域切片, 分离候选区域中可能存在的背景干扰, 从而实现船舶目标检测。试验结果表明, 所提算法具有良好的准确性。
舰船检测 遥感 FT显著图 边缘检测 候选区域 迁移学习 ship detection remote sensing FT saliency map edge detection candidate region transfer learning
1 苏州大学光电科学与工程学院，江苏 苏州 215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室&教育部现代光学技术重点实验室，江苏 苏州 215006
金属中电子受光激发产生热电子的内光电发射过程可以突破半导体禁带的限制，在光电探测、光伏、光催化等应用中具有重要作用。然而金属纳米结构形貌、尺寸以及肖特基势垒对热电子注入效率的影响尚不清楚。基于蒙特卡罗模拟研究了单结、平面双结结构以及单结、双结核壳纳米线结构中的载流子传输行为，分析了金属纳米结构形貌、尺寸以及肖特基势垒对热电子注入效率的影响。结果表明，在金属薄膜较厚的平面热电子系统中，双肖特基势垒结构可以减小热电子热化损失，显著提高热电子注入效率；当金属比较薄时，热电子的热化损失较小，双结与单结系统的热电子注入效率相差不大。在单结纳米线核壳结构中，电子-声子散射显著地提高了热电子注入效率，并随着金属厚度（纳米线半径）增加而下降（提高）。在双结纳米线核壳结构中，热电子到达外肖特基结界面的注入角相对内界面较小，因此外肖特基结具有更强的热电子捕获能力。随着金属厚度（纳米线半径）的增加，金属中靠近外（内）肖特基结处产生的热电子数量增加，导致注入效率提高（降低）。本研究为更好地理解不同金属纳米结构中的热电子传输行为和注入效率限制以及高性能器件设计提供指导。
探测器 热电子 注入效率 蒙特卡罗模拟 激光与光电子学进展
2021, 58(5): 0504001
吉林大学生物与农业工程学院, 吉林 长春 130022
生理信息的准确获取及预测可为种植的精细化管理提供依据。 传统的大豆生理信息反演方法检测效率低、 操作过程繁琐且多为有损检测。 利用高光谱技术建立大豆生理信息的快速无损反演方法。 以大豆开花结荚期叶片为研究对象, 在2个日期(D1和D2)获取高光谱、 叶绿素含量、 净光合速率和光合有效辐射数据。 首先分别采用多元散射校正(MSC)、 标准正态变量变换(SNV)、 一阶导数(FD)、 二阶导数(SD)、 Savitzky-Golay平滑(SG)、 MSC-SG-FD、 MSC-SG-SD、 SNV-SG-FD和SNV-SG-SD共9种方法对原始光谱数据进行预处理, 随后结合偏最小二乘法(PLS)建立全波段模型, 比较分析, 选出最优预处理方法。 再分别利用竞争性自适应权重取样法(CARS)、 连续投影法(SPA)和相关系数法(CC)对特征波长进行筛选提取。 最后将优选出的预处理方法与特征波长变量进行PLS建模并对比分析, 以校正集和预测集相关系数Rc和Rp为模型评价指标, 最终优选出与大豆生理信息相关性最高的反演模型。 结果表明: 采用MSC-SG-FD预处理后建立的叶绿素含量全波段PLS模型的Rc和Rp最高, 分别为0.909和0.882(D1), 0.909和0.880(D2), 采用SNV-SG-FD预处理后建立的光能利用率全波段PLS模型的Rc和Rp最高, 分别为0.913和0.894, 0.902和0.869, 与原始及其他预处理后建立的模型相比表现出最高的模型性能特征。 进一步对比3种特征波长提取方法的建模, 发现SPA法筛选出的变量能将叶绿素含量反演模型的建模变量数由512个压缩至20个(D1)和23个(D2), 变量压缩率高达96.09%和95.51%, 同时能将光能利用率反演模型的建模变量数压缩至27个和37个, 变量压缩率高达94.73%和92.77%。 最终得出反演叶绿素含量的最优建模方法为MSC-SG-FD-SPA-PLS, Rc值为0.944(D1)和0.941(D2), Rp值为0.911和0.903, 反演光能利用率的最优建模方法为SNV-SG-FD-SPA-PLS, Rc值为0.929(D1)和0.925(D2), Rp值为0.912和0.907, 所建模型精度较高, 可为大面积检测大豆生理信息提供技术支持。
高光谱 大豆 生理信息 特征波长 反演模型 Hyperspectral Soybean Physiological information Characteristic wavelength Inversion model 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3542
大连海事大学信息科学技术学院, 辽宁 大连 116000
针对CNN识别SAR目标准确率低且运行时间长的问题, 提出了一种把迁移学习和卷积神经网络VGG16结构相结合的迁移VGG16方法。首先将MSTAR数据集中的SAR目标通过微调迁移VGG16预训练模型提取目标特征; 然后通过Softmax分类器进行特征分类识别。实验结果表明, 通过与现有VGG16算法和迁移LENET方法对比, 迁移VGG16的SAR目标识别率分别由前者的86.2%和90.8%提高到了94.4%。
目标识别 迁移学习 卷积神经网络 SAR SAR target recognition transfer learning convolution neural network
吉林大学生物与农业工程学院, 吉林 长春 130022
大豆胁迫的快速无损检测对提高大豆品质和产量至关重要, 近年来, 通过高光谱技术进行植物胁迫的检测得到广泛应用, 但针对大豆水氮胁迫的应用研究鲜有报道。 针对开花结荚期大豆设置了4种水分和5种氮素水平进行胁迫实验, 获取高光谱、 叶绿素含量和净光合速率生理信息数据, 并通过光谱数据计算了15个光谱植被指数, 最终选取了5种植被指数, 分别为归一化差异植被指数NDVI、 比值植被指数RVI、 绿色归一化差异植被指数GNDVI、 改进红边归一化指数mNDVI705和叶绿素指数LCI以指示水氮胁迫对大豆的影响。 同时通过建立单叶叶绿素含量和净光合速率反演模型进行大豆生理信息的预测, 采用相关分析法提取敏感波段, 所提取的敏感波段分别为520～622和485～664 nm; 采用多元散射校正(MSC)、 标准正态变量变换(SNV)、 一阶导数(FD)、 二阶导数(SD)和Savitzky-Golay平滑(S-G)预处理方法, 同时采用主成分分析(PCR)和偏最小二乘(PLS)2种建模方法, 将其按一定关系组合成多种方法, 以相关系数为模型评价指标, 寻找出最优预处理与建模方法的组合。 结果表明: 未受胁迫和受胁迫大豆的高光谱曲线具有整体变化趋势一致但光谱反射率值不同的特征, 未受胁迫大豆的反射率在500～700 nm波段具有最低值, 在760～900 nm波段具有最高值; 随着水氮胁迫程度的增加, 500～700 nm波段的反射率逐渐增加。 不同水分和氮素水平对植被指数的影响不同, 但变化规律一致, 5种植被指数均表现为未受胁迫大豆大于受胁迫大豆, 且随着水氮胁迫程度的增加, 植被指数值逐渐减小。 建立反演模型所用最优方法组合为MSC+FD+S-G+PLS和SNV+SD+S-G+PLS, 校正集相关系数分别为0.960 6和0.992 7, 预测集相关系数分别为0.972 0和0.970 8, 表明所建模型的精度较高, 可对受胁迫和未受胁迫大豆单叶叶绿素含量和净光合速率生理信息进行精准预测, 为大面积种植时检测其生理信息提供技术支持。
大豆 水氮胁迫 高光谱 光谱植被指数 反演模型 Soybean,Water and nitrogen stress Hyperspectral Spectral vegetation index Inversion model 光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1575
1 四川大学电气信息学院, 成都 610065
2 苏州热工研究院有限公司, 江苏 苏州 215004
研究了基于暗通道先验和自适应颜色校正的密闭空间下的水下图像处理。针对传统水下图像去雾方法对光照强度不均的密闭空间内的图像处理效果不佳以及色彩失真问题, 利用暗通道原理对水下图像进行去雾后, 引入自适应红通道补偿参数, 改善红光缺失现象；结合渐晕模型对水下图像亮度通道进行校正, 降低光强对图像成像质量的影响。所提方法在真实的密闭水下环境中进行测试, 实验结果表明, 相比于传统去雾算法, 所提方法可以在有效改善图像亮度的同时还原图像色彩。
水下图像处理 暗通道 自适应参数 渐晕模型 亮度补偿 去雾 密闭空间 underwater image processing dark channel adaptive parameter vignetting model illumination compensation dehazing closed space
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学 微光机电系统技术教育部重点实验室, 天津 300072
针对大视场远距离复杂地形条件下的弹落点坐标测量, 提出一种结合数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的单目视觉测量方法。该方法不依赖目标或场景信息, 只需单幅弹落点图像, 即可快速解算出弹落点的三维坐标。首先, 利用图像二维信息求解出相机与弹落点相连的空间直线; 然后, 根据相机与靶心的相对位置确定直线上的搜索起点和搜索步距, 将直线上的搜索点与数字高程地图进行匹配; 最终求解出弹落点的三维坐标。现场试验结果表明: 相机距监测区域大于500 m, 监测区域视场宽度为300 m时, 相对定位误差优于0.3%。该方法结构简单、成本低、运算速度快, 适用于复杂地形条件下的弹落点坐标测量。
单目视觉 三维坐标测量 大视场 monocular vision DEM DEM 3D coordinate measurement wide field 红外与激光工程
2018, 47(9): 0917005
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
2 天津大学 微光机电系统技术教育部重点实验室，天津 300072
针对野外复杂地形环境下，对于多个监测区域进行野外坐标测量的情况，提出一种利用双目立体视觉原理对相机3个姿态角及焦距同时进行现场校准的快速标定方法。该方法对传统的标定方法进行改进，可用于相机焦距、姿态未知的情况，对现场环境条件要求低，避免了传统标定方法中相机架设姿态受限的问题。首先通过选择合适的统一世界坐标系和坐标系旋转顺序，使标定得到的相机外参与相机姿态角对应。然后通过GPS测量得到两个标定点的世界坐标，将两个标定点的世界坐标和图像坐标代入成像模型，用最小二乘法解出相机的焦距和姿态角。在现场对其中一个监测区域进行实际测量验证，结果显示直径200 m的圆形监测区域内，相对误差优于0.38%。该方法工程应用性强，灵活度高，适用性广。
双目视觉 摄像机快速标定 任意姿态 大视场 坐标测量 binocular vision camera rapid calibration arbitrary attitude large field of view coordinate measurement
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory for Ultrafine Materials of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
Zinc strontium phosphate glasses doped with different trivalent praseodymium ion (
Pr3+) concentrations are presented and their photoluminescence properties are investigated upon 442 nm excitation. With the
Pr3+ concentration decreasing, the orange emission of
Pr3+ (
D21 HJ3) is enhanced steadily at the cost of its blue emission (
P1,03 H43). Monochromic orange emission of
Pr3+ ions is obtained when the
Pr3+ doping is reduced to 0.05 mol.%. The mechanism controlling the monochromatic characteristic of
Pr3+ emissions is supposed to be associated with the phonon-aided nonradiative relaxation process of
Pr3+:
Pj3→250.5230 Photoluminescence 160.2750 Glass and other amorphous materials 160.5690 Rare-earth-doped materials 300.2140 Emission Chinese Optics Letters
2015, 13(10): 101602
