1 成都理工大学 核技术与自动化工程学院成都 610059
2 东华理工大学 核技术应用教育部工程研究中心南昌 330013
3 东华理工大学 机械与电子工程学院南昌 330013
高斯信号具有对称性和完备性，因此高斯滤波方法在核信号处理以及辐射能谱分析时得到大量使用。目前构造实时处理核脉冲信号的真高斯成形滤波器尚有难度，实际常用数字类高斯成形算法主要是基于模拟核电子学中Sallen-Key滤波器和CR-（RC）n滤波器的电路微分方程推导而得到，其输出的类高斯脉冲信号对称性较差、单级使用时存在下冲等问题。本文提出一种卷积型类高斯成形滤波算法，它以梯形脉冲信号为基础，经过第一次卷积实现双极性脉冲成形，再次卷积进行累加求和从而得到左右对称的类高斯脉冲，利用Z变换方法推导出该算法的数字递推公式。通过仿真模拟研究了算法的有效性和成形参数对幅频特性的影响规律，成形参数na和nc取值增大时，滤波器通频带减小，低频成分幅度相对增加，高频噪声抑制作用增强，但也导致成形脉冲变宽，增加了脉冲堆积概率。最后，利用搭建的X射线荧光测量系统实验平台获取实测核脉冲数据，分别应用类高斯成形算法和梯形成形算法进行离线处理，实验结果表明：该类高斯成形算法具有更好的堆积脉冲分离能力，在相同的X光管管压和管流条件下，设置相同的达峰时间，两者所得能谱的能量分辨率基本相当，但是类高斯成形的能谱具有更高的特征峰面积和总计数。
数字脉冲处理 类高斯成形 梯形成形 能量分辨率 Digital pulse processing Quasi-Gaussian pulse shaping Trapezoidal pulse shaping Energy resolution
1 蠡县医院神经内科，河北保定 071400
2 河北大学附属医院神经内科，河北 保定 071000
目的:探讨血管内激光照射治疗(ILIB)对脑卒中后亚急性期交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis，CCD)的临床疗效。方法:2019年6月-2021年12月，筛选我院发生急性中风并接受脑SPECT的48名患者作为研究对象，按照脑卒中偏侧性、性别、梗塞等因素匹配为ILIB治疗组(n=24)和常规治疗组(n=24)。使用99mTc-六甲基丙胺肟(99mTc-HMPAO)进行脑SPECT以检测CCD。通过简易精神状态检查(MMSE)、功能性行走类别(FAC)和修正的Barthel指数(MBI)在2个时间点评估功能结果。分析功能恢复以揭示初始和后续评估之间每个临床评分(MMSE、FAC、MBI)的功能增益。结果:根据独立t检验，常规治疗组在初始评估时的MMSE、FAC、MBI评分与ILIB治疗组相比无显著差异(P值分别为0.122、0.106、0.125)；后继评价中，常规治疗组在初始评估时的MMSE、FAC、MBI评分与ILIB治疗组相比亦无显著差异(P值分别为0.123、0.091和0.136)。常规治疗组的FAC恢复更差(P=0.001)，常规治疗组的MMSE和MBI平均功能恢复低于ILIB治疗组，但两组MMSE和MBI恢复的差异无统计学意义(P值分别为0.032和0.036)。结论:血管内激光照射治疗可改善CCD并有利于功能恢复，ILIB对脑卒中后亚急性期CCD具有较好的临床疗效。
血管内激光照射治疗 脑卒中后亚急性期 交叉性小脑神经机能联系不能 intravascular laser irradiation therapy subacute period after stroke crossed cerebellar nerve block
强激光与粒子束
2023, 35(10): 106002
1 南京信息工程大学,a.自动化学院
2 b.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210000
3 化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室, 上海 200000
多种应用依赖于数据理解的准确性, 而语义图像分割有效地解决了这个问题, 它为基于像素级别的场景理解提供了必要的上下文信息。鉴于ResNeXt50相比于一般的卷积操作具有更强的特征提取能力, 提出了一种基于ResNeXt50的U-Net网络结构ECAU-Net。在融合过程中, 通过引入超强通道注意力(ECA)模块进一步增强特征表示对场景分割的判别能力。除此之外, 在整体网络结构中引入空洞卷积, 在不改变卷积核大小的情况下扩大图像的感受野范围,从而最大化地提高网络性能。实验结果表明, 在CamVid数据集上, ECAU-Net相较于U-Net在Acc, Acc class, MIoU和FWIoU这4个评价指标上分别提高了2.1%, 8.6%, 8.2%和3.2%。
语义图像分割 空洞卷积 超强通道注意力模块 semantic image segmentation dilated convolution efficient channel attention module U-Net U-Net
1 江苏方天电力技术有限公司, 江苏 南京 211100
2 东南大学能源与环境学院，江苏 南京 210096
可调谐二极管激光吸收光谱层析成像技术（TDLAT）是燃烧诊断技术之一。针对现有TDLAT重建算法在有限投影数据时较难快速准确地对气体参数进行重建的问题，结合深度学习理论，对已有基于卷积神经网络（CNN）的TDLAT重建算法进行了改进，较大程度上提高了对火焰温度分布的重建精度，适用于不同特征火焰和多种光路布置方式。研究了适用于TDLAT重建的CNN训练和结构优化方法；讨论了将CNN输入的积分吸光度数据和输出的温度数据进行预处理的必要性；提出了一种分层学习模式，有效利用了气体参数的平滑性先验信息。高斯火焰模型上的验证结果表明，本算法在没有噪声时平均重建误差只有0.24%；在湍流甲烷羽流上进一步对本算法进行了验证。最后搭建了平面火焰炉温度测量系统，试验结果证明，本算法可以在不同燃烧状态下快速重建出火焰z=1.5 cm处横截面的二维温度分布。
光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱 层析成像 深度学习 卷积神经网络 spectroscopy tunable diode laser absorption spectroscopy tomography deep learning convolutional neural network
四旋翼飞行器因存在参数不确定性和环境干扰,会出现姿态不稳定的问题，而传统的PID控制对四旋翼的姿态稳定及机动性达不到控制需求。为此，提出了一种扩张状态观测器(ESO)的RBF神经网络PID控制器。首先，利用ESO的扩张特性和非线性函数对扰动进行估计和补偿，减少系统的误差; 其次，将ESO对系统输出的估计值作为RBF神经网络的输入，使梯度信息更加精确，能够更好地优化增量PID的参数; 最后，该神经网络的激励函数取高斯基函数，利用RBF神经网络的自适应性、自学习能力对模型控制参数进行调整。Matlab仿真实验表明，在未知干扰环境下，ESO的RBF神经网络PID控制器能够明显提高系统的抗干扰能力，且具有较小的超调量及较好的鲁棒性。
四旋翼控制 扩张状态观测器 径向基函数神经网络 比例积分微分控制 quadrotor control extended state observer RBF neural network PID control
针对吸收和散射衰减导致光子在水下运动时具有复杂性的问题，基于追踪的水下单光子运动状态，建立了光子时空随机信道模型。针对不同的水质类型、链路距离、接收孔径、发射角和视场角，统计了接收端到达光子的相关信息，研究了基于水下单光子通信系统的光接收强度和信道脉冲响应的影响因素。同时，综合考虑光子发射情况、水下光子运动过程、探测器特性和同步信号提取方法等，采用了一种基于时隙内光子计数的数据解调方案，并对系统性能进行分析。仿真实验结果表明：发射角和接收孔径是影响时延展宽的主要因素；接收孔径越大，系统误码率（BER）越小；而链路距离和发射角越大，系统BER越大；噪声系数越大，系统BER越大，且建模的理论通信距离约为185 m。实验结果很好地描述了水下光子散射特性和脉冲时延展宽特性。
光通信 水下通信 光子时空随机信道模型 蒙特卡罗方法 信道特性 系统误码率 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1706006
1 合肥中科光博量子科技有限公司, 安徽 合肥 230088
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
拉曼-米气溶胶激光雷达因无需假设雷达比, 而在准确测量气溶胶消光系数方面较传统米散射雷达更具优势。 在合肥市的外场探空比对实验结果表明, 2.5 km以下拉曼-米激光雷达反演的消光系数更为准确, 相差可达0.04 km-1, 且获取的水汽混合比廓线与探空数据一致性良好。 利用该技术获得了2019年—2020年秋、 冬季期间淮南市的气溶胶消光系数廓线和边界层高度等数据, 进而对空气质量污染期间的污染类型(本地污染排放、 传输型污染、 传输型污染叠加本地污染累积)和颗粒物的时空演变特征进行了统计分析。 结果显示该市在此期间受到20次细颗粒传输和8次沙尘传输影响。 其中沙尘传输主要来自西北方向, 由高空沉降至近地面(厚度达2 km以上), 平均大气边界层高度达1.23 km以上。 在典型细颗粒传输过程中, 边界层高度基本维持在1.1~1.2 km左右, 近地面风向以西北风为主, 少量东南风主导。 在细颗粒传输叠加本地累积的复合污染过程中, 边界层高度略低(平均高度在1.0 km左右), 近地面风向以偏北风为主, 污染气团自低空出现后, 其下沿高度持续降低并最终与近地面污染耦合。 在细颗粒导致的重污染过程中, 近地面水汽混合比及相对湿度数据与PM2.5的浓度变化趋势一致性良好, 说明颗粒物的吸湿性增长和气态污染物二次转化过程可能助推了PM2.5的生成, 加重污染形势。 对边界层的统计结果表明, 其高度变化对污染气团的沉降和近地面污染累积有十分明显的正相关性。 秋冬季期间, 该市的小时边界层高度大部分分布在1.6 km以下, 平均为1.0 km左右, 小时空气质量达重度污染期间, 边界层高度普遍不足0.6 km。 从气团后向轨迹模拟结果来看, 该市空气质量为中度及以上污染期间的气流主要来自偏北方向, 少量来自东南沿线, 因而污染期间需要加强市区偏北方向污染源的管控, 防止叠加影响。
拉曼-米气溶胶激光雷达 灰霾 沙尘气溶胶 淮南 大气探测 Raman-mie aerosol lidar Haze Dust aerosol Huainan city Atmospheric detection 光谱学与光谱分析
2021, 41(8): 2484
为了实现有效与可靠的视频传输，针对水下单光子通信系统，提出了一种基于字典学习和LT码级联LDPC码的视频联合编码方案。通过字典学习稀疏编码，极大地压缩了视频数据量。根据水下单光子信道存在的删除特性，利用LT码级联LDPC码的信道级联编码方法，同时克服了LT码译码开销过大的缺点。由于LT码存在译码失败概率的问题，提出了译码成功双反馈机制。实验结果表明，当信道误码率处于10-2数量级、视频压缩率为75.6%时，可以实现平均峰值信噪比(PSNR)为37.4921 dB重建视频帧。
水下单光子视频通信 字典学习 联合编码 LT编码 LDPC编码 underwater single-photon video communication dictionary learning joint coding LT coding LDPC coding
1 北京大学包头创新研究院, 包头 014030
2 包头中科世纪科技有限责任公司, 包头 014010
3 内蒙古科技大学,包头师范学院化学学院, 包头 014030
4 内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014010
以硅酸盐为基质的白光LED用荧光粉, 具有原料丰富、成本低廉、合成工艺简单、组成多样、发光可调等优点, 是当前研究的热点。助熔剂在硅酸盐荧光粉制备过程中起到了至关重要的作用。本文介绍了硅酸盐荧光粉体系中助熔剂的使用情况, 助熔剂类别和用量对荧光粉的晶相、发光强度和形貌都有一定的影响。添加不同的助熔剂以及同类不同量的助熔剂会使硅酸盐荧光粉形成不同的晶相种类; 助熔剂阳离子围绕在激活剂离子周围, 引起发光中心的数量变化, 从而改变发射光谱形状并能很大程度提高发光强度, 但是过量的助熔剂则会降低荧光粉的发光强度; 助熔剂用量对荧光粉表面形貌影响明显, 适量的助熔剂能细化晶粒, 使晶粒尺寸均匀, 晶粒球化, 但是助熔剂过量则会使样品结块。加强荧光粉制备过程中助熔剂的机理研究, 选择合适的助熔剂及其用量, 是合成高性能荧光粉的关键。
助熔剂 硅酸盐 荧光粉 晶相 发光强度 flux silicate phosphor crystal phase luminous intensity
