1 航天工程大学, a.研究生院
2 航天工程大学, b.电子与光学工程系, 北京 101000
针对当前SAR图像中飞机检测尺寸较小导致小目标检测率低、虚警率高的问题, 提出一种基于YOLOv5的改进方法。先采用K-means聚类算法针对飞机小目标尺寸优化锚框, 在主干网络融合Swin Transformer模块, 同时引入自适应学习权重的多尺度特征融合机制和全局注意力机制(GAM), 使网络跨越空间通道维度放大全局维度交互, 提高模型捕获不同维度信息的能力;并且增加一个小目标检测层, 提高网络对SAR图像飞机小目标检测能力。实验结果表明, 相较于原YOLOv5 方法, 改进方法在SAR图像尺寸较小飞机目标的检测上具有更强的特征提取能力和更高的检测精度。
SAR图像 小目标检测 SAR image small target detection YOLOv5 YOLOv5 Swin Transformer Swin Transformer GAM GAM
1 航天工程大学,a.研究生院
2 航天工程大学,b.电子与光学系, 北京 101000
近年来, 深度学习虽然在合成孔径雷达(SAR)目标识别领域已得到广泛应用, 但目前带有标注的SAR数据样本量的不足严重制约了深度学习在SAR目标识别中的发展。而迁移学习可以攻破深度学习数据驱动的限制, 利用有限SAR样本进行迁移学习。对基于迁移学习的有限SAR样本目标识别算法进行了分析, 首先, 介绍了迁移学习的基本概念、类型、常用策略并分析了其在小样本SAR目标识别领域应用的可行性; 然后, 根据迁移数据与目标域数据是否同源, 分别对两类基于迁移学习的方法在SAR图像识别领域具有代表性的算法进行了梳理归纳; 最后, 从样本量的不足与网络的普适性两个方向出发, 讨论了迁移学习在SAR图像识别任务中存在的不足与下一步的研究方向。
深度学习 卷积神经网络(CNN) 合成孔径雷达(SAR) 迁移学习 同源数据 异源数据 deep learning Convolutional Neural Network (CNN) Synthetic Aperture Radar (SAR) transfer learning homogeneous data heterogeneous data
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 吉光半导体科技有限公司，吉林 长春 130022
3 东莞方孺光电科技有限公司，广东 东莞 523822
4 陆军装备部驻北京地区军事代表局，北京 100166
针对目前铜、金等金属材料加工的实际应用需求，开展了连续输出功率500 W的光纤耦合输出蓝光半导体激光加工光源研究。基于平面窗口TO封装的蓝光半导体激光单管器件，设计采用长后工作距的快轴准直镜和慢轴准直镜分别准直，获得低发散角、高光束质量的单元准直光束；结合二维空间合束、偏振合束和光纤耦合，将144个蓝光单管器件耦合进200 μm/NA 0.22光纤，通过ZEMAX软件对半导体激光光路进行光线追踪模拟；并从实验上实现，3 A电流驱动下，200 μm/NA 0.22光纤输出连续功率523 W，电光转换效率29 %。该激光光源具有直接加工铜、金等材料的能力。
蓝光半导体激光器 光纤耦合 激光合束 激光加工 blue diode laser fiber-coupled laser beam combination laser processing source
1 航天工程大学,a.研究生院
2 航天工程大学,b.电子与光学系, 北京 101000
装备的认知能力集中体现了认知电子战的根本属性, 也是能否对复杂、智能的电子装备实施有效干扰的关键。强化学习作为人工智能领域炙手可热的技术手段, 具备不依赖先验数据的自学习能力, 是解决多功能雷达干扰难题的一个重要途径。在回顾传统的雷达干扰决策算法的基础上, 阐述了利用强化学习进行雷达干扰决策的原理, 分析了基于强化学习的雷达干扰决策技术的发展现状, 并通过仿真分析了基于强化学习的干扰决策方法的性能, 最后进行了总结与展望。
认知电子战 强化学习 多功能雷达 cognitive electronic warfare reinforcement learning multifunctional radar Q-Learning Q-Learning DQN DQN
中国科学院西安光学精密机械研究所 光谱成像技术重点实验室，陕西西安710119
在空间调制型哈达玛变换光谱成像仪（Space Hadamard Transforms Spectral Imager， SHTSI）中采用数字微镜阵列（Digital Mirror Devices， DMD）作为编码器件，能够使系统实现小型化、轻量化、高分辨率、高帧频成像。但由于DMD的翻转特性，经过DMD编码后的光学成像面发生12°倾斜，导致SHTSI成像光路和制冷型探测器冷光阑不匹配，造成视场缺失和图像降质。针对这一问题，本文提出一种像面预补偿的新型哈达玛编码光谱成像系统设计方法，在前置成像镜组中采用倾斜和偏心的设计，使得一次像面实现24°倾斜，对DMD在调制过程中产生的像面倾斜进行预补偿，从而消除倾斜成像面造成的图像降质问题。基于该方法设计了SHTSI光学系统，系统全视场点列图RMS小于5 μm，保证系统在全视场范围内能够均匀成像。根据该设计方案研制SHTSI原理样机，试验结果表明，SHTSI系统满足设计指标，对成像数据进行复原，得到复原光谱角距离评价因子优于0.052。
光学系统设计 哈达玛变换成像光谱仪 中波光谱成像 数字微镜阵列 optical designing Hadamard transform spectral imager MWIR spectral imaging digital mirror devices
西安工程大学电子信息学院, 陕西 西安 710048
以安检X光图像管制刀具自动检测识别系统为研究对象,针对原始SSD(Single Shot MultiBox Detector)算法对浅层特征图表征能力不强,在训练阶段小目标特征逐渐消失,检测精度与实时性不佳,存在对安检危险品中管制刀具等小目标漏检误检等问题,从两个方面对原始SSD进行改进:一方面,用抗退化性能更强的ResNet34网络替换SSD中的基础网络VGG16,构建SSD-ResNet34网络模型,对基础网络后三层作卷积并进行轻量级网络融合,形成新的低层特征图;将网络部分扩展层作反卷积,形成新的高层特征图。另一方面,采用跳跃连接的方式将高层特征图和低层特征图进行多尺度特征融合。经实验分析,改进后的算法对X光图像管制刀具等小目标的检测精度和速度均有明显提升,且算法鲁棒性好,实时性良好。在VOC2007+2012通用数据集上,改进SSD算法的检测精度比SSD算法高1.7%,达到了80.5%。
探测器 X光图像 深度学习 目标检测 特征融合 残差神经网络 激光与光电子学进展
2021, 58(4): 0404001
1 哈尔滨理工大学 理学院 物理系, 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学 物理科学与技术学院, 哈尔滨 150080
对折射率线性调制晶体中超短脉冲倍频特性进行了数值计算, 在泵浦衰减的情况下, 研究了转换效率和脉冲宽度随匹配带宽和晶体长度的变化.大信号时各频率成份在晶体不同位置的不平衡转换致使脉冲展宽, 且由于折射率的调制, 脉冲宽度和转换效率出现了周期性变化.同时, 分析了谐波脉冲啁啾随晶体长度和带宽的变化, 发现随着晶体长度的增大, 归一化最佳啁啾系数先增大后减小, 在长晶体时趋于1, 其极大值位置决定于本征带宽和调制带宽.讨论了相位失配量对转换效率和脉宽的影响, 结果表明失配因子y决定了中心频率的匹配位置, 当y=0时, 中心频率在晶体中心匹配, 这有利于提高转换效率并减小脉冲宽度.
非线性光学 频率变换 数值计算 折射率调制 群速度匹配 局域化相位匹配 Nonlinear optics Frequency conversion Numeric calculation Refractive-index modulation Group velocity matching Localized phase matching
1 哈尔滨理工大学应用科学学院光电信息科学与工程系, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学物理科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
在分析实际频率分辨光学开关(FROG)迹线噪声来源的基础上, 设计了一种合理的去噪程序; 对含模拟噪声的FROG 迹线分别进行直接重建和去噪后重建, 两者均方值误差相差一个数量级, 证明了该去噪程序的有效性; 搭建了FROG系统, 获得了实际脉冲的FROG迹线, 通过对直接重建和去燥后重建的结果进行对比分析, 发现去噪后重建的脉冲更接近真实的脉冲, 证明了噪声处理的必要性。
超快光学 超短脉冲测量 频率分辨光学开关系统 噪声处理 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 093201
1 哈尔滨理工大学光电信息科学与工程系, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学物理科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司, 广东 深圳 518057
针对掺钛蓝宝石固体激光器腔内脉冲压缩的问题，利用光学设计软件设计棱镜对超短脉冲压缩器，对脉冲群延迟色散进行补偿，以此压缩超短脉冲。利用光学设计软件建立棱镜对脉冲压缩器模型，利用计算群延迟色散的宏得出棱镜对群延迟色散与棱镜对间距之间存在线性关系，结合蓝宝石晶体的群延迟色散，优化获得与之匹配的压缩器结构参数。对脉冲中心波长群延迟色散进行补偿的同时，使用色散小的熔融石英玻璃使100 fs脉冲边带波长的群延迟色散减小至10 fs2。运用光学设计软件计算光学系统的群延迟色散具有直观、简单、计算量小的优点。
光学设计 脉冲压缩器 色散补偿 棱镜对 激光与光电子学进展
2016, 53(10): 102202
1 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北斗导航与位置服务上海市重点实验室,量子信息感知与处理研究中心, 上海 200240
2 西北大学信息科学与技术学院, 陕西 西安 710100
提出了一种基于数字微镜器件的光子计数对应鬼成像方案。该方案采用数字微镜器件对光源进行调制，通过时间相关单光子计数技术获取光子计数值，并利用对应鬼成像算法计算目标物体的像。结合鬼成像理论和对应鬼成像理论阐明了光子计数对应鬼成像原理，并通过实验对该方案进行了验证。研究结果表明，该方案能够实现弱光成像。利用该方案可以获得与传统鬼成像效果相当的成像质量，但降低了图像重建过程中的计算量和算法复杂度。此外，该方案略去了阵列探测器对光强分布的测量，利用一个不具有空间分辨率的单光子探测器结合对应鬼成像算法，即可得目标物体的像，同时也能获得目标的距离信息。
成像系统 鬼成像 对应鬼成像 光子计数 数字微镜器件
