1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海科技大学，上海 201210
将手机的互补金属氧化物半导体摄像头作为可见光通信链路的接收端时，互补金属氧化物半导体的晕染效应会降低摄像头获得的数据帧的消光比，背景光和互补金属氧化物半导体热噪声还会使数据帧的识别率降低。针对上述问题，提出了利用高低帽变换和极大值抑制的优化数据帧的方法，该方法提高了数据帧的消光比并且抑制了局部噪声，得到易于解码的数据帧。但上述优化算法耗时长，为了将算法移植到手机中使用，采用了耗时短的局部加权回归散点平滑信号识别方法对数据帧进行处理。结果表明，局部加权回归散点平滑算法受局部噪声影响较小，与前人采用的算法相比可以获得最佳信噪比。
可见光通信 阈值分割 互补金属氧化物半导体摄像头 VLC threshold segmentation CMOS camera
1 中国科学院 上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于可见光通信技术原理, 设计开发了一款便携式光天线设备, 该设备具有带宽大、安全性高和无电磁辐射污染等优点; 上下行通信链路均使用1 W白光LED(发光二极管)作为发射光源, 能够同时满足照明和通信的需求; 设计了发射机电路和高灵敏度接收机电路, 对传输数据进行曼彻斯特编解码处理, 大幅提升了接收端灵敏度; 使用UART(串行异步收发)接口进行数据收发, 实现了传输速率为115.2 kbit/s、传输距离为3 m的全双工数据收发, 可满足在电磁辐射敏感的场合进行短距低速通信的需求。
发光二极管 可见光通信 便携式 LED VLC portable antenna
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
为了观察细胞内部分子的结构特征和动态,提高光学显微镜分辨率成为生命科学研究的迫切要求。引入结构光照明的光学显微成像系统可以超越光学衍射极限,显著提高成像分辨率。在成像过程中,不可避免的噪声和相位误差降低了重构图像的质量,因此提出了一种基于最小二乘的多位相线性重构方法。在不同的噪声和相位误差条件下,对目标进行多次图像重构仿真模拟。结果显示：新方法能有效克服噪声和相位误差造成的重构图像失真,并具有较强的鲁棒性,在对比度、均方误差(MSE)以及视觉质量上有了较大的改善,信噪比(SNR)提高了约7dB、峰值信噪比(PSNR)提高了8 dB。
成像系统 结构光 最小二乘法 超分辨率 图像重构 荧光显微镜 imaging system structured illumination least square method super resolution image reconstruction fluorescence microscope
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用计算成像的方法得到不同方向、位置、景深处的图像以满足不同需求，实现先拍照后对焦的功能，克服了传统相机机械式调焦带来的缺陷，但其子光圈图像空间分辨率受微透镜数目的限制，成像质量相比传统相机有所下降。为此提出了一种高分辨率数字对焦方法，即先提取子光圈图像，然后采用小波和插值相结合的算法把每个子光圈图像的分辨率提高一倍，组成高分辨率子光圈图像阵列，再对该子光圈图像阵列做傅里叶切片变换重聚焦处理。通过对比处理结果发现，图像清晰度和分辨率均得到了提高。
图像处理 高分辨率重聚焦图像 小波和插值相结合的算法 傅里叶切片变换 数字对焦 子光圈图像 激光与光电子学进展
2016, 53(10): 101001
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学, 上海 200031
CMOS图像传感器具有功耗低、尺寸小, 以及价格便宜等优点, 目前已被广泛应用于智能手机中。采用CMOS图像传感器作为可见光通信的接收装置, 有利于技术的推广和实用化。文章首先介绍了采用CMOS传感器作为可见光通信接收机的原理, 接着针对当前国内外研究中存在的问题提出了信号增强算法, 最后验证了算法的可行性和适用性, 并由此提出了一套光ID信息服务系统模型。
可见光通信 CMOS图像传感器 光ID信息服务系统 visible light communication CMOS image sensor optical ID information service
1 中国科学院 上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海大学 通信与信息工程学院, 上海 200444
4 上海科技大学, 上海 200031
可见光通信作为当前无线光通信领域的研究热门, 在过去几年取得了可喜的突破。采用白光LED作为光源, 利用灯光高速明暗闪烁来传递信息的同时兼顾其在室内照明的功能, 节约了能源。文章详细介绍了白光LED可见光通信的研究现状、关键技术、应用场景和发展趋势。
可见光通信 白光LED 光无线通信 研究现状 应用前景 VLC white LED optical wireless communication present research situation application prospect
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
2 中国科学院大学，北京100049
介绍了一种适用于空间科学实验的显微图像自动获取系统，对三维立体目标进行微米级尺度显微成像。文章通过对常用的自动调焦技术的对比分析，总结出适合复杂背景下，空间三维立体目标的自动调焦方法。根据该方法确定系统方案并研制原理样机。通过实验验证表明，系统能够准确获取三维立体目标的显微图像，图像清淅且一致性好。
三维目标显微成像 图像清晰度评价算法 步进电机驱动 CMOS探测器驱动 microscopy imaging of three dimensional target algorithm of focusing stepping motor driving CMOS detector driving
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
由于大视场光学镜头的加工误差和光敏感器件装配误差的存在,星敏感器实际模型与理想模型存在一定的差别.未校正的非线性误差对星点角度的测量影响很大.基于单星平行光入射标定模型,得出测试点与标定点之间旋转角的数学关系.以相邻点畸变误差近似相等为前提条件,完成测试星点的旋转角的畸变校正.结果表明,统计误差由校正前的7.257个像元降低到了0.246个像元.
光学测量 畸变校正 非线性误差 星敏感器 optical measurement distortion correction nonlinearity error star trackers
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
介绍了一种基于FPGA的红外地平仪系统的设计方案。该系统以非致冷型红外焦平面作为探测器, 以FPGA为主处理器, 采用双探头的方式探测地平圆。与传统的红外地平仪相比, 这种系统具有小型化和功耗低等特点, 适 合于在微纳卫星平台上使用。
非致冷红外焦平面 地平仪 uncooled infrared focal plane array horizon sensor FPGA FPGA
针对紫外火焰传感器设计了一种高压驱动电路，并对其工作原理进行了研究和说明， 最后介绍了所设计的原理样机的相关实验结果。该电路按照定占空比、跳周期的“打嗝”方式工作，具有结构简单和 升压比高等特点，满足火焰传感器所需的高工作电压条件，因而对多种小功率光电传感器具有广泛的适用性。
传感器 驱动电源 高升压比 升压电路 sensor power driver high step-up ratio boost circuit
