安徽科技学院生命与健康科学学院, 安徽 凤阳 233100安徽科技学院农学院, 安徽 凤阳 233100
品质性状的化学测定操作繁琐且存在破坏性和耗时较长等不足的问题, 光谱测定具有高效、 快速、 成本低等优点, 但测定准确度受到不同仪器以及不同机型的影响。 为了建立和优化快速测定苜蓿样品的粗蛋白（CP）、 粗脂肪（EE）、 酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（NDF）近红外漫反射光谱的模型, 更好的测定苜蓿品质性状。 选取了25份苜蓿材料147份试验样品, 采用傅里叶变换近红外光谱技术（NIRS）扫描, 获得扫描光谱范围4 000~10 000 cm-1的光谱值, 软件TQ Analyst v9选用偏最小二乘法（PLS）和OPUS7.0选用定量2方法建立定量模型并优化, 并进一步交叉验证和外部检验评估模型效果。 结果表明利用2种软件建立的模型都能很好的预测CP的含量, 建模决定系数（R2cal）分别达到0.999 9和0.984 8, 交叉验证的均方根误差（RMSECV）分别为2.121和0.471, 外部验证决定系数（R2）都大于0.97, 残留预测偏差（RPD）值大于6.0。 EE应用TQ Analyst v9所建立的模型效果更好, R2cal为0.999 7, RMSECV为1.502, 外部验证的R2为0.9293, RPD值为3.89; ADF和NDF利用OPUS7.0建立的模型效果更好, R2cal分别为0.944 1和0.978 8, RMSECV分别为1.040和0.514, 外部验证的R2依次为0.914 5和0.911 8, RPD值分别为3.66和3.43。 4种品质性状建模效果表明, 相对分子结构相对简单的蛋白质和脂肪, 利用TQ Analyst v9更准确, 而对于分子结构更复杂的纤维素, OPUS7.0的预测效果更好。
苜蓿 近红外反射光谱 营养品质 含量 Alfalfa Near-infrared reflectance spectroscopy Nutrition quality Content 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3753
1 上海理工大学科技发展研究院 技术转移中心，上海 200093
2 上海理工大学 材料与化学学院，上海 200093
设计合成了一种Eu3+离子功能化的聚合物基稀土杂化探针。利用苯甲酰三氟丙酮（BFA）与镧系Eu3+进行配位反应得到配合物Eu（BFA）3后再进一步与MMA单体进行聚合制备得到聚合物杂化探针分子Eu?（BFA）3@PMMA，对Eu（BFA）3@PMMA的结构和荧光性能进行了详细的探究，并且将其用于肿瘤标志物唾液酸（SA）的传感检测应用。研究结果表明，SA能对Eu（BFA）3@PMMA的荧光产生明显的猝灭效果。此外，在最佳激发波长为325 nm时进行荧光性能对比实验发现Eu（BFA）3@PMMA对SA具有较强的选择性和抗干扰能力，且检出限较低。
镧系配合物 杂化探针 唾液酸 荧光传感 lanthanide complexes hybrid probes sialic acid fluorescence sensing
1 山西金融职业学院信息技术系，山西 太原 030008
2 太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030024
基于分块压缩感知理论和随机卷积理论，提出了一种基于混沌卷积的光学图像分块加密方法。首先将图像分为大小相同的分块子图像，针对每个子图像，利用级联混沌系统生成混沌相位模板和混沌振幅模板，将子图像与混沌相位模板进行混沌卷积；然后利用混沌振幅模板进行混沌下采样，获得加密压缩后的分块图像；最后将各分块加密图像复原为最终的加密图像。该方法每个分块子图像具有不同的加密密钥，以提高算法的安全性，混沌卷积过程中采用分数傅里叶变换替代傅里叶变换，以增大密钥空间。对加密方法的抗噪声攻击性、抗裁剪攻击性、统计特性、密钥敏感性等进行仿真实验，结果表明了该方法的可行性和安全性。
图像处理 图像加密 随机卷积 混沌 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410003
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024
在激光雷达的水下目标探测中, 浑浊水体中悬浮颗粒对激光的吸收和散射作用, 使得激光在水中的传输严重衰减。尤其是后向散射所造成的噪声会降低目标对比度甚至淹没信号回波。载波调制技术可以有效抑制后向散射, 提高目标回波信号的信噪比。文章将布尔混沌信号作为载波调制信号, 基于其内禀高频强度调制特性, 构建了布尔混沌调制激光雷达水下成像系统, 并在实验室水箱环境下, 对衰减系数不同的浑浊水体中的目标物体进行了三维成像实验研究, 对比了不同水质中的目标物体三维成像效果。
激光雷达 布尔混沌 载波调制 水下目标 三维成像 LiDAR Boolean chaos carrier modulation underwater target 3D imaging
浙大城市学院 工程学院机械电子工程学系，浙江 杭州 310015
为了研究正挠电效应在能量采集方面的应用，该文针对四边简支矩形板结构建立了挠电俘能器模型。首先推导了在点激励作用下四边简支矩形板的动态响应；其次根据正挠电效应建立了由动态应变梯度引起的能量采集理论，并推导出外部负载电阻两端的输出电压与功率表达式；最后分析了不同的参数,如板的模态、激励位置、挠电片尺寸、厚度与位置及负载电阻等对输出电压与功率的影响。研究结果表明，不同振动模态、贴片位置及挠电片厚度等均影响挠电能量采集的输出功率，该分析结果对优化板结构挠电俘能器的能量输出有实际意义。
挠电效应 挠电俘能器 板结构 输出功率 振动响应 flexoelectric effect flexoelectric energy harvester plate structure output power vibration response
浙大城市学院 工程学院机械电子工程学系，浙江 杭州 310015
该文基于正挠曲电效应建立了开口圆柱壳结构的挠曲电传感器模型。首先分析了开口圆柱壳的动态响应特性; 其次根据正挠曲电效应，建立了由动态应变梯度引起的挠曲电传感理论，并推导出模态电压的表达式,挠曲电效应引起的挠曲电传感信号由长度方向弯曲应变引起的挠曲电信号与圆周方向弯曲应变引起的挠曲电信号两部分组成,分析了挠曲电片无限小时各点的分布式传感特性; 最后分析了不同模态的频率及弯曲角度对挠曲电传感信号的影响，对比分析了不同方向弯曲应变引起的挠曲电信号的不同作用。研究结果表明，该分析结果对优化开口圆柱壳结构的传感特性有重要意义。
开口圆柱壳 传感器 传感特性 弯曲角度 弯曲应变 cylindrical shell panel sensor sensing characteristic curvature angle bending strain
上海理工大学 出版印刷与艺术设计学院，上海200093
传统高通量dPCR荧光图像分析结果易因假阳性点与非特异性扩增而导致阳性点识别率较低，因而本文提出一种多特征融合高通量dPCR荧光图像识别方法（HDFINet），以提高阳性点识别准确性。首先，在特征融合部分引入自上而下结构，使得下层特征在顶层被更有效地利用。在自上而下结构中，使用通道注意力来分配荧光图像通道权重，并使用空间注意力来分配特征图中荧光图像像素相应权重，使得特征映射能够更好地响应荧光图像特征。然后，在RPN中使用自适应交并比IOU计算阳性点包围框置信度，减少阳性点信息丢失可能性。最后，ROI Align将荧光图像候选区域中阳性点特征重新固定尺寸后，输入至全连接层和全卷积层，进行类别与回归框回归，输出阳性点识别结果。本文提出的HDFINet网络具有较高识别率，可以有效地实现荧光图像阳性点识别，与YOLOv4、VF-Net、GROIE相比，本文方法综合指标F1最高，相比于经典的深度学习网络Mask R-CNN网络，本方法对阳性点识别真阳性率提高了1.13%，阳性预测值提高了0.36%，综合指标F1的值提高了0.75%。本文提出的HDFINet网络具有良好的识别性能，能够有效识别荧光图像阳性点，对其他荧光图像分析研究具有参考价值。
dPCR 深度学习 荧光图像 阳性点 dPCR deep learning fluorescence image positive points
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024
激光雷达已经成为无人智能车必备的环境感知设备。现有基于脉冲测距体制的车载激光雷达极易受到其他车载激光雷达的交叉干扰, 导致雷达虚警和误判, 引发交通事故。文章利用布尔混沌信号调制激光器产生的混沌激光作为雷达探测信号, 结合扫描成像技术, 构建混沌激光成像雷达系统, 实验实现了目标物体的三维成像, 并对其抑制交叉干扰的能力进行了实验测试。实验结果表明, 在不采取任何抑制干扰措施的前提下, 基于布尔混沌雷达波形的正交性, 仍可在高强度干扰下实现探测目标的三维重构, 有效抑制交叉干扰的影响。
混沌激光雷达 布尔混沌 交叉干扰 三维成像 chaotic lidar Boolean chaos mutual interference 3D imaging
