1 新疆大学智能制造现代产业学院，新疆 乌鲁木齐 830017
2 新疆大学交通运输工程学院，新疆 乌鲁木齐 830017
针对现有语义分割方法检测高速公路护栏时存在预测速度慢、分割精度低的问题，提出一种基于改进DeepLabV3+的无人机高速公路护栏检测方法。首先，采用MobileNetv2网络替换原模型的主干并输出中层特征，减少参数量的同时恢复降采样过程中丢失的空间信息；然后，采用密集连接扩张卷积改进空洞空间金字塔池化，以减少漏分割现象；最后，在编码器部分引入空间分组增强（SGE）注意力机制，减少错分割现象。实验结果表明，改进后模型平均交并比、平均像素准确率、画面每秒传输帧数达到了79.20%、87.89%、52.59，相比基础模型，分别提高了2.59%、2.93%、56.70%，参数量降低了78.85%，能够在保障模型预测速度的同时提高对护栏的分割精度。
图像处理 语义分割 无人机 DeepLabV3+ 注意力机制 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412004
长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022
针对近红外图像彩色化过程中因近红外与可见光图像间模态差异较大,导致着色后图像在纹理细节处存在颜色晕染、区域误着色的问题,提出了颜色预测和语义感知相结合的生成对抗网络。设计颜色预测和语义感知双分支生成器,颜色预测分支采用带有跳转连接的残差网络,语义感知分支采用带有语义融合的空洞卷积金字塔结构;不同的扩张率,能够获得多个感受野提取多尺度语义特征,将感知到的语义嵌入到颜色预测分支,提高模型的语义理解能力,改善颜色晕染、区域误着色问题;设计循环一致语义损失函数,约束生成器中语义信息的一致性;算法在RGB-NIR场景数据集上进行性能实验比对以及消融实验。实验表明,所提算法相比于现有彩色化算法,PSNR、SSIM和LPIPS评价指标优于现有算法,着色效果更符合视觉感受。
彩色化 近红外图像 生成对抗网络 颜色预测 语义感知 colorization near-infrared images generative adversarial networks color prediction semantic perception
1 武汉轻工大学化学与环境工程学院,武汉 430023
2 四川省产品质量监督检验检测院, 成都 610100
本文通过3,3′-((乙基-1,2-二基双((吡啶-2-甲基)杂氮二基))双亚甲基)二(2-羟基-5-甲基苯甲醛)(H2L)和丙二胺在金属离子存在条件下的缩合反应, 得到了一个新型3-甲基吡啶悬臂Cu(II)-Zn(II)异双核配合物, 并通过红外光谱、紫外光谱、电喷雾质谱、X射线单晶衍射等手段对其结构进行了表征。单晶衍射结果表明该配合物属于六方晶系, P63/m空间群, a=1.982 18(17) nm,b=1.982 18(17) nm,c=1.839 4(2) nm, 分子式为C37H41CuN6O4Zn。金属中心Cu(II)和Zn(II)由两个酚氧原子和一个醋酸根桥联, 它们的配位环境都可以近似地看作为四方锥结构, Cu(II)和Zn(II)之间的距离是0.289 7 nm。本文还利用循环伏安实验和黏度实验的方法对该配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用模式进行了研究, 结果表明该配合物与CT-DNA的结合方式为弱的插入模式, 其相应的结合活性为6.92×103 mol/L。
3-甲基吡啶悬臂 Cu(II)-Zn(II)异双核配合物 单晶衍射 配位环境 CT-DNA结合 3-methylpyridyl pendant-arm Cu(II)-Zn(II) hetero-binuclear complex coordination environment CT-DNA binding
长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
为了实现可见/短波红外镜头的小型化设计，参考环形多反射结构的光学系统，针对单片多反射系统难以校正色差的问题，设计了一个130万像素的紧凑型双片结构的环形多反射式光学镜头。通过分析遮拦比和光学参数对系统的光学传递函数的影响，确定了系统的最佳遮拦比和光学参数。优化后的光学镜头包含两片透镜，材料选用氟化钙，两片透镜之间产生4次反射，各反射面均为偶次非球面。镜头的工作波段为400~1700 nm，焦距为75 mm，直径为50 mm，遮拦比为0.75，全视场角为6.2°，系统总长为22.7 mm，系统长度与焦距比为0.302。优化后镜头光学传递函数曲线平滑，100 lp/mm处大于0.35，倍率色差小于0.9 μm，成像质量良好。
光学设计 环形多反射式 可见光 短波红外 共口径 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2022001
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220763
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，光电科学与工程学院，四川 成都 610054
纤维状光电探测器因具有柔性可编织、全角度光探测等特性，有望在可穿戴电子领域取得广泛应用。现已报道的纤维状光电探测器多采用无机光敏材料，器件存在机械柔性受限、制备工艺复杂等问题。本文提出制备纤维状有机光电探测器(FOPD)，采用浸渍提拉法依次在锌丝表面制备电子传输层(ZnO)、有机体异质结光敏层(PBDB-T:ITIC-Th)和空穴传输层(PEDOT:PSS)等功能层，最后缠绕银丝或碳纳米管纤维(CNT)作为外电极，制备了两种柔性FOPD。结果表明，两种器件在可见光波段均具有优良的响应，整流特性明显，在?0.5 V偏压下比探测率均可达10
11 Jones (300 nm~760 nm)。其中，CNT外电极与光敏层的界面接触更佳，器件具有更低的暗电流密度(9.5×10
?8 A cm
?2，?0.5 V)和更快的响应速度(上升、下降时间：0.88 ms、6.00 ms)。本文的研究有望为柔性纤维器件和可穿戴电子领域的发展提供新思路。
三维扫描获取待测对象点云时，不可避免地会出现噪声点和异常值，严重影响点云平面参数估计和平面拟合精度。随机抽样一致性（RANSAC）和主成分分析（PCA）结合的算法可以有效估计点云平面参数并拟合平面，具有一定鲁棒性，但RANSAC算法每次迭代时都需要判断以区分内点与外点，具有冗余性，对运行效率有一定影响，同时其估计结果也会受到迭代次数的影响。针对以上问题，提出了一种结合最小平方中值（LMedS）和PCA的算法拟合点云平面，并选取3种点云模型进行实验，分别为Semantic3D户外场景点云数据库、线激光传感器获取的零件表面点云及普林斯顿大学的室内数据集。实验结果表明，在十万数量级点云中，LMedS算法可以有效估计点云平面参数，与RANSAC算法相比，LMedS算法不仅可以有效估计平面模型，且运行速度有一定提高，耗时少，两者的精度相当，是一种具有较强鲁棒性和优势性的点云平面拟合算法。
图像处理 点云 随机抽样一致性 主成成分分析 最小平方中值 平面拟合 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410019
1 1.河南理工大学 材料科学与工程学院, 焦作 454000
2 2.河南理工大学 化学化工学院, 焦作 454000
3 3.焦作伴侣纳米材料工程有限公司, 焦作 454000
改善尖晶石锰酸锂的大倍率性能是目前锂离子电池的重点研究方向之一。本研究用高温固相法合成掺K+的尖晶石锰酸锂, 研究K+提高锰酸锂倍率性能的微观机制。结果表明, 尽管随着电流密度增大, 电极的放电比容量下降, 但掺K+提高材料的大倍率性能效果显著, 如最佳掺K+量(物质的量分数)1.0%时, 在10C (1C=150 mA·g-1)下比容量提高了一倍, 远高于0.5C下的1.9%。原因在于掺K+后, 首先, 锰酸锂的晶胞体积扩大, Li-O键变长, Li、Mn阳离子混排程度降低, 载流子(Mn3+)量增多; 其次, 电极极化和电荷迁移阻抗降低, 提高了材料的充放电可逆性、导电性及锂离子扩散能力; 再者, [Mn2]O4骨架更稳定, 减小了电化学过程中内应力变化, 抑制了晶体结构变化和颗粒破碎; 最后, 钾离子掺杂使制备过程中材料团聚, 从而减小电解液与电极的接触面积, 减轻电解液的侵蚀, 抑制锰的溶解。
锂离子电池 正极材料 钾离子掺杂 微观机制 倍率性能 lithium-ion battery cathode material K+ doping microscopic mechanism rate performance 光子学报
2022, 51(11): 1106001
1 中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083
2 中国科学技术大学，火灾科学国家重点实验室，合肥 230027
提高疏水SiO2气凝胶的热稳定性对拓展其保温隔热应用具有重大意义。为了避免空气氛围下热处理对疏水基团造成的热氧化分解，采用氩气氛围对疏水SiO2气凝胶进行热处理，达到调控其热稳定性的目的。结果表明：经氩气氛围700 ℃热处理后，SiO2气凝胶仍维持着良好疏水性，接触角约140°。在空气氛围下的差式扫描量热测试中，热流峰值达到584 ℃，与未热处理的疏水SiO2气凝胶相比提高约300 ℃，热稳定性显著提高。这为提高疏水SiO2气凝胶的热稳定性和安全性提供了新思路，奠定了疏水SiO2气凝胶高温应用的新基础。
二氧化硅 气凝胶 热处理 热稳定性 氩气氛围 silica aerogel heat treatment thermal stability argon atmosphere
