肖术明 1,2张叶 1,2,*常旭岭 1,2孙建波 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100039
基于压缩感知的航天光学遥感成像系统可以在采样阶段通过硬件同时完成采样和压缩。在面临舰船检测任务时,系统需要重建原始场景,CS的场景重建过程计算量大、内存要求高且耗时。本文提出了直接对成像系统测量值进行舰船检测的算法——基于压缩感知和改进YOLO的测量值舰船检测算法。为了模拟成像系统的分块压缩采样过程,利用步长和卷积核尺寸相等的卷积测量层对场景进行卷积运算,将高维图像信号投影到低维空间得到全图CS测量值。得到场景的测量值后,测量值舰船检测网络从测量值中提取舰船的位置信息。在主干网络中导入SENet模块,利用改进后的主干网络来提取测量值的舰船特征信息;利用特征金字塔网络强化特征提取的同时融合浅层、中层和高层的特征信息,进而完成舰船的位置信息预测。其中,CS-IM-YOLO将卷积测量层和CS测量值舰船检测网络连接起来端对端训练,大大简化了算法的预处理过程。通过数据集HRSC2016评测算法性能,实验结果表明:CS-IM-YOLO对于SORS场景CS测量值舰船检测的检测精度为91.60%,召回率为87.59%,F1值为0.90,和AP值为94.13%。这充分表明该算法可以对SORS场景的CS测量值进行高质量的舰船检测。
压缩感知测量值的舰船检测 压缩感知 深度学习 联合训练优化 ship detection oriented to compressive sensing measurements compressive sensing deep learning joint training optimization 
光学 精密工程
2023, 31(4): 517
张叶 1,2曾宇平 1,*
作者单位
摘要
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
多孔氮化硅陶瓷兼具有高气孔率和陶瓷的优异性能, 在吸声减震、过滤等领域具有非常广泛的应用。然而, 目前常规的制备方法如气压/常压烧结、反应烧结-重烧结以及碳热还原烧结存在烧结时间长、能耗高、设备要求高等不足, 导致多孔Si3N4陶瓷的制备成本居高不下。因此, 探索新的快速、低成本的制备方法具有重要意义。近年来, 采用自蔓延高温合成法直接制备多孔氮化硅陶瓷展现出巨大潜力, 其可以利用Si粉氮化的剧烈放热同时完成多孔氮化硅陶瓷的烧结。本文综述了自蔓延反应的引发以及所制备多孔氮化硅陶瓷的微观形貌、力学性能和可靠性。通过组分设计和工艺优化, 可以制备得到氮化完全、晶粒发育良好、力学性能与可靠性优异的多孔氮化硅陶瓷。此外还综述了自蔓延合成多孔Si3N4陶瓷晶界相性质与高温力学性能之间的关系, 最后展望了自蔓延高温合成多孔Si3N4陶瓷的发展方向。
自蔓延高温合成 氮化硅 微观形貌 力学性能 综述 self-propagating high-temperature synthesis silicon nitride microstructure mechanical property review 
无机材料学报
2022, 37(8): 853
作者单位
摘要
1 1. 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2. 中国科学院大学, 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
Si3N4-BN-SiC复合材料以其良好的力学性能和抗氧化性能而具有良好的工程应用前景。本研究以Si、Si3N4稀释剂、B4C和Y2O3为原料, 采用燃烧合成法成功制备了Si3N4-BN-SiC复合材料。通过Si、B4C和N2气之间的反应, 在Si3N4陶瓷中原位引入BN和SiC, 制备的Si3N4-BN-SiC复合材料由长棒状的β-Si3N4和空心球形复合材料组成。实验研究了空心球微结构的形成机理, 结果表明, 生成的SiC、BN颗粒及玻璃相覆盖在原料颗粒上, 当原料颗粒反应完全时, 形成空心球形微结构。并进一步研究了B4C含量对Si3N4-BN-SiC复合材料力学性能的影响。原位引入SiC和BN在一定程度上可以提高复合材料的力学性能。当B4C添加量为质量分数0~20%时, 获得了抗弯强度为28~144 MPa、断裂韧性为0.6~2.3 MPa·m 1/2, 杨氏模量为17.4~54.5 GPa, 孔隙率为37.7%~51.8%的Si3N4-BN-SiC复合材料。
燃烧合成 Si3N4-BN-SiC复合材料 原位引入 相组成 空心球 形成机理 combustion synthesis Si3N4-BN-SiC composites in situ introduction phase compositions hollow sphere formation mechanism 
无机材料学报
2022, 37(5): 574
孔雅洁 1,2张叶 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
基于行车图像的目标检测方法为感知周围的道路环境提供了便宜、有效的解决方案,但同时也对检测效果和检测速度提出了较高要求。本文针对基于深度学习的一阶段目标检测算法YOLOv3展开研究,结合自注意力机制,在其网络深层结构中嵌入高斯掩码自注意力模块,缓解卷积操作感受野不足的缺陷,以捕捉更多的全局信息,提高算法的检测效果。实验结果表明,改进后的模型在MS COCO 2017数据集上训练结果的mAP@0.5达到56.88%,精度达到65.31%。与YOLOv3相比,mAP@0.5提高了2.56%,精度提高了3.53%。虽然检测速度有一些损失,但有效提高了模型的检测效果,能够更好地支撑辅助驾驶等应用。
目标检测 YOLOv3网络 自注意力 辅助驾驶 object detection yolov3 network self-attention assisted driving system 
液晶与显示
2022, 37(4): 539
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100049
针对辅助驾驶或自动驾驶领域车载图像的车辆压线检测问题,以及检测过程中由于欠曝、阴影或实体遮挡等因素导致的漏检、误检问题,提出基于改进Mask R-CNN与LaneNet的车辆压线检测算法。在网络优化方面,在Mask R-CNN网络的基础上将RoI Align层的图像缩放算法(双线性插值)改进为双三次插值,将全连接层卷积化的VGG16网络取代LaneNet的E-Net共享解码器;在图像增强方面,改进Gamma校正算法以实现欠曝图像的自动校正;在训练数据方面,完成Tusimple数据集中车辆目标的标注并基于改进的随机擦除算法在网络训练过程中进行数据增强。实验结果表明:车辆检测速度保持不变的同时车道线检测速度提升了28%,车辆漏检率、误检率分别降低了38.93%,89.04%,车道线漏检率、误检率分别降低了67.21%,87.05%,算法的性能指标可满足车辆压线判断的应用需求。
图像校正 实例分割 车道线检测 数据增强 压线检测 image correction instance segmentation lane line detection data enhancement line pressing detection 
光学 精密工程
2022, 30(7): 854
作者单位
摘要
太原理工大学 物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
光电探测器可以实现光信号到电信号的转换,在工业、**、医疗等领域已展现出巨大的应用价值。但是,传统的平直型光电探测器捕获线光的能力较弱,一定程度上限制了响应率等性能指标的进一步提高。而基于贵金属纳米结构的表面等离激元共振可以急剧增强近场区域的(纳米尺度)电场强度和对线光的捕获能力,大幅度地提高光电探测器性能。本文首先介绍了表面等离激元的基本原理。随后,详细介绍了金属纳米颗粒、金属光栅等不同结构的表面等离激元增强型光电探测器研究进展。最后,总结全文并针对表面等离激元增强型光电探测器的发展前景做出了展望。
传播型表面等离激元 局域表面等离激元 光电探测器 金属纳米颗粒 金属光栅 propagating surface plasmon polaritons localized surface plasmon polaritons photodetector metal nanoparticles metal grating 
发光学报
2021, 42(7): 1014
陈科峻 1,2,*张叶 1
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
常见的目标检测模型由于模型参数量较大,往往难以部署在无人机、卫星等移动嵌入式设备上。为了对船只进行实时监测,将目标检测模型部署在计算能力较弱的设备上,对基于计算机视觉的卫星图像船只目标检测方法进行研究。针对卫星图像中船舰的形状长宽比例特点,采用K-means++聚类算法选取初始的锚点框; 接着对模型进行多尺度训练,将多尺度金字塔图像作为模型训练的输入; 将YOLO-v3目标检测算法的批归一化层的尺度因子作为通道重要性的度量指标,对YOLO-v3模型进行剪枝压缩。实验结果表明,采用的模型剪枝和压缩方法能有效地对模型进行压缩,模型的参数量减少了91.5%,模型检测时间缩短了60%,极大地减少了系统计算性能的开销。当采用的初始锚点框个数为6个时,平均准确率(mAP)达到77.31%,满足了卫星图像船舰实时性检测的需求。
船只检测 聚类算法 模型压缩 通道剪枝 ship detection YOLO-v3 YOLO-v3 clustering algorithm model compression channel pruning 
液晶与显示
2020, 35(11): 1168
作者单位
摘要
太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
基于光生伏特原理的结型有机光电探测器(OPDs)被广泛研究。首先介绍了结型OPDs的三种主要结构及其原理,包含了平面异质结、体异质结和平面-体复合异质结,并介绍了结型OPDs的基本性能参数。基于构成异质结的半导体材料进行分类,分别综述了基于双有机小分子、聚合物-有机小分子、双聚合物等类型的异质结型OPDs在近年来的研究进展。此外,介绍了在对具有平直结构的结型OPDs的性能改善方面所采取的一些典型方法,并对结型OPDs的未来发展方向进行了展望。
激光与光电子学进展
2020, 57(13): 130001
陈科峻 1,2张叶 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院大学 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100039
由于航空图像背景复杂,包含的物体类别多样,航空图像分类任务仍然面临困难。针对传统航空图像多标签分类算法准确率低、泛化性差的问题,本文提出了一种基于循环神经网络多标签航空图像分类方法。首先,采用超像素分割获取图像的低层特征,通过注意力机制生成注意力特征图;接着,采用交叉验证的方式获取最佳的图像尺度,将多尺度注意力特征图嵌入卷积神经网络中对 图像进行特征提取;最后,采用改进的双向长短期记忆网络挖掘标签之间的相关性,改进的双向长短期记忆网络增加了输入门到输出门之间的连接,使输入状态可以更好地控制每一内存单元输出的 信息,并且将遗忘门和输入门合并成单一的更新门,使得改进的双向长短期记忆网络可以学到更长时期的历史信息。结果显示,在图像变换尺度为1,1.3,2时,模型在UCM多标签数据集上的精确率 和召回率分别达到了85.33%和87.05%,F1值达到了0.862。本文方法相比于原始VGGNet16模型,精确率提高了7.25%,召回率提高了8.94%。实验表明,该方法可以有效提高航空图像多标签分类任务 的准确率。
航空图像分类 多标签 注意力机制 多尺度 卷积神经网络 长短期记忆网络 satellite images classification muilti-label attention mechanisms multi-scale convolutional neural network Long Short-Term Memory(LSTM) network 
光学 精密工程
2020, 28(6): 1404
作者单位
摘要
太原理工大学物理与光电工程学院, 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
外量子效率远远超过100%的有机光电倍增探测器近年来受到了研究者们的广泛关注。首先介绍有机光电倍增探测器的基本结构及其光电倍增机理。有机光电倍增探测器由于其活性层的材料特性不同,可分为小分子基及聚合物基两种类型。针对这两种不同类型的有机光电倍增探测器的研究进展进行综述,详细说明研究者们在改善有机光电倍增探测器量子效率、暗电流、响应速度、光谱性能等方面取得的重要进展。简单介绍了研究者们针对有机光电倍增探测器的工作机理提出的一些不同解释。总结全文并展望了有机光电倍增探测器的发展前景。
光学器件 有机光电探测器 光电倍增 量子效率 隧穿 
激光与光电子学进展
2018, 55(7): 070001

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