伴随工业自动化的发展, 红外图像识别技术更多地应用于自动化生产领域。红外图像存在噪点多、图像质量差、色彩信息缺失等特点。针对上述特点, 提出一种从红外图像频率信息出发, 对红外图像进行识别的检测方法——红外图像频域检测方法(IFDM)。首先, 有别于传统图像处理, 该方法从频域角度出发, 通过离散傅里叶变换, 将图像信息变换到频域, 有利于更好地把握红外图像特有的结构特征; 其次, 在频域进行可学习的频率信息筛选, 增强了模型的特征提取能力;最后, 引入了Transformer结构, 相较于CNN结构, 该结构能更好地整合图像中的全局信息。通过在3个特有的红外图像数据集上进行测试, 与其他算法在准确率以及模型收敛速度层面进行比较, 验证了该方法的可行性。
红外图像识别 机器学习 频率深度学习 infrared image recognition machine learning Transformer Transformer frequency deep learning
上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室，特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
为解决模分复用无源光网络（MDM‐PON）模式间串扰的问题，本文提出了一种基于多输入多输出（MIMO）预均衡的串扰消除方法。利用帧头插入的时分训练序列，在接收端相干检测后估计信道的冲激响应，并将其用于发送端MIMO均衡器抽头系数的计算。采用线偏振（LP）模式的模分复用（MDM）传输仿真系统对所提方法进行验证，并将所提方法与基于迫零（ZF）预编码的串扰消除方法进行了对比。结果表明：连接5 km少模光纤（FMF）时，与迫零预编码相比，MIMO预均衡使各模式（LP01、LP11、LP21、LP31）信号的误码率在满足7%硬判决‐前向纠错（HD‐FEC）门限时的发送光功率分别降低了3.0 dB、4.1 dB、1.2 dB和9.2 dB。另外，考虑到光纤色度色散的影响，本文进一步提出了带色散预补偿的MIMO预均衡器结构，该结构可以实现对色散的补偿。
光通信 无源光网络 模分复用 多输入多输出 预均衡 模式串扰
1 华东理工大学化工过程环境风险评价与控制国家环境保护重点实验室，上海 200237
2 上海博物馆，上海 200050
出土青铜器由于常年埋藏地下，很容易受到外界环境的侵蚀，生成不同种类的锈蚀。“有害锈”的存在会加速青铜基体的腐蚀。针对常见锈蚀疏松绿锈，用钕钇铝石榴石激光清洗器在干式、湿式和琼脂凝胶三种状态下，对其安全清洗阈值展开了研究。显微镜、原位拉曼光谱和能谱仪（EDS）对表面形貌和成分的表征分析结果显示，在湿式状态短自由运行（SFR）脉冲模式下，在2.83~8.49 J/cm2的安全阈值内，能得到较高的疏松绿锈的去除率，且符合文物保护的“不改变文物外貌”以及“最小介入”的规则。
激光光学 青铜器 激光清洗 疏松绿锈 安全阈值 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1114005
上海大学上海先进通信与数据科学研究院特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
提出了一种改进的盲相位噪声补偿算法--两阶投影直方图(two-stage PH)算法。利用一系列均匀分布的测试相位对接收信号进行相位旋转,将得到的信号向实轴投影,获取投影直方图;统计投影中心附近星座点的数量,以数量最多对应的测试相位作为粗相移值;以粗相移值为中心均匀取一定数量的测试相位,重复一阶投影直方图的估计步骤,得到精确的相移值进行相位补偿。通过基于光梳状谱的双向相干光正交频分复用无源光网络(CO-OFDM-PON)实验系统对该算法的性能进行了验证。结果表明:该方法对10×8 Gbit/s的 CO-OFDM系统的公共相位噪声有很好的补偿效果,将16正交振幅调制(16QAM) CO-OFDM系统的误码率降低至少2个数量级。该算法测试相位的个数仅需一阶投影直方图算法测试相位个数的1/4,极大地降低了系统的复杂度,可用于CO-OFDM系统的公共相位噪声补偿。
光通信 相干光正交频分复用 投影直方图 公共相位噪声估计
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200072, China
Record-high 60 Gb/s optical orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmissions over intensity modulation and direct-detection (IMDD)-based 100 m optical mode (OM1) multi-mode fiber (MMF) links are experimentally demonstrated, utilizing 10 GHz electro-absorption modulated laser intensity modulators at a single 1550 nm wavelength. Adaptive bit loading and a simple central launching scheme of the proposed scheme show an effective way for combating the channel fading and simplifying the system structure. It shows good potential in short reach data center interconnections.
060.2330 Fiber optics communications 060.3510 Lasers, fiber 060.0060 Fiber optics and optical communications Chinese Optics Letters
2017, 15(6): 060603
上海大学特种光纤与光接入网重点实验室， 上海 200072
研究了基于光梳状波的正交频分复用-无源光网(OFDM-PON)下行相干检测实验系统的结构和数字信号处理算法，采用多波长的光梳状波发生器作为光线路终端光源，其中一个波长作为传输OFDM信号的信号光，相邻的光波长作为本振光。基于该系统，光网络单元端的相干接收可以实现光相位噪声抵消。由于没有载波偏移和光相位噪声，数字信号处理过程被简化。比较了导频辅助(PA)算法、最大似然(ML)算法和PA+ML算法3种相位估计算法的性能。研究结果表明，PA+ML算法能获得更好的性能，可以将导频子载波的数目减少至2，并且接收机灵敏度可提高至-30 dBm。该OFDM-PON系统的硬件和软件设计有望成为下一代光接入网络的解决方案。
光通信 正交频分复用 光梳状波 同相正交调制器 相干接收机 导频 最大似然估计
上海大学特种光纤与光接入网重点实验室， 上海 200072
对正交频分复用无源光网（OFDM-PON）的上行通道物理层的吞吐量进行研究。OFDM-PON在光网络单元（ONU）端采用反射式半导体光放大器（RSOA）作为无色光源，实现双边带光强度调制，并在光线路终端（OLT）采用加半导体光放大器（SOA）前置放大的PIN光二极管做直接检测。基于一个RSOA的窄带相干积分模型，采用对有源区中载流子速率方程和光波传播方程的微扰解对RSOA的动态电光调制特性和频率啁啾特性进行理论与实验探讨，证明RSOA具有低通调制特性，其3 dB截止频率关联于偏置电流和输入光功率。利用RSOA的频率啁啾和SOA的高通增益特性，并将RSOA与中心波长蓝移的光滤波器级联，实现光学均衡，把上行通道的3 dB截止频率从1.5 GHz扩展到2.2 GHz。进一步采用自适应比特加载的调制格式，使通过一个RSOA的上行数据吞吐量可以达到4 Gb/s以上，则一个包含10个ONU的OFDM-PON的上行吞吐量可达到40 Gb/s。
光通信 吞吐潜力 正交频分复用无源光网 无色光源 反射式半导体光放大器 光调制器
上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
受多种光纤非线性因素的影响，基于正交频分复用(OFDM)技术的无源光网络(PON)会受到较为严重的载波间干扰(ICI)。为了抑制OFDM-PON系统中的上述问题，构造了一种新的伪对称序列(PST)，并提出将该问题转化为求解两个Toeplitz子系统，然后对其中一个子系统的解进行预处理，将其转化为另一子系统的输入，之后利用最小二乘准则对子系统求解，从而达到抑制载波间干扰的目的。在算法实现过程中，利用所构造序列的伪对称特性和快速傅里叶变换(FFT)，避免了高阶矩阵直接求逆，从而提升了算法实时性。仿真结果表明，该方法不仅能够有效抑制OFDM-PON系统的载波间干扰，而且能有效提升该算法的实时性能。
光通信 伪对称训练序列 载波间干扰抑制 信道均衡算法 高阶矩阵求逆 光学学报
2013, 33(10): 1006002
安徽工业大学大学机械工程学院, 安徽 马鞍山 243002
不同的散斑场会显示出不同的灰度分布特征,并对数字图像相关方法的计算结果有着重要影响。使用计算机模拟生成一系列单向拉伸图像和双向拉伸图像,并在生成的图像中添加噪声,从而获得一系列含噪声单向拉伸图像和含噪声双向拉伸图像。使用数字图像相关方法对无噪声图像和含噪声图像分别进行相关计算,并分析研究图像应变量与相关计算结果正确率间的关系,研究结果表明发现当图像的应变量在一定范围内时,数字图像相关方法计算结果的正确率较高。同时发现,当图像的应变量较小时,噪声对相关计算结果的影响较大,随着图像应变量的增大,噪声对相关计算结果的影响逐渐减小,当图像的应变量到达一定程度时,噪声对相关计算的影响就不明显了。
数字图像相关法 噪声 相关 应变量 digital image correlation method noise correlation variable
1 上海大学 通信与信息工程学院 特种光纤与光接入网重点实验室，上海200072
2 上海电力学院 计算机与信息工程学院，上海200090
为降低OOFDM(光正交频分复用)系统中的高PAPR(峰均功率比)，文章提出了一种基于非对称限幅法的抑制算法，其核心思想是通过门限电平去除信号负项并对信号峰值进行限幅，产生满足OOFDM系统要求的正、实基带信号，同时联合滤波技术避免较大PAPR的出现。仿真结果表明，该方法既能有效地改善PAPR特性，又能保证系统获得可靠的误码率性能。
光正交频分复用 峰均功率比 非对称限幅法 OOFDM PAPR asymmetrically clipping technique
