作者单位
摘要
1 福建江夏学院电子信息科学学院, 福建 福州 350108 数字福建智能家居信息采集及处理物联网实验室, 福建 福州 350108
2 福建江夏学院电子信息科学学院, 福建 福州 350108
3 山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所, 山东 济南 250100
金银花是清热解毒必备良药, 市面上金银花来源复杂, 最著名的山东平邑产金银花在市场上常遭造假。 已有的鉴别方法大多耗时长、 成本高且操作复杂, 亟需一种快速高效的金银花产地溯源方法。 针对应用在金银花鉴别中的近红外光谱(NIRS)数据的一维卷积神经网络(1D-CNN)鉴别模型存在参数量过大、 模型效率过于低下、 计算复杂度高, 同时易产生过拟合问题, 对传统1D-CNN结构作出改进。 使用效率较高的VD(Very Deep)结构替代传统1D-CNN中隐含层结构, 并针对 NIRS 数据适应性改进, 使其可直接应用于一维NIRS数据。 改进分为三步: (1) 将特征层的设计转为2个约束优化设计: 第一约束条件设每个卷积层C值(卷积核与感受野的大小比值)为1/6, 可提高网络模型效率; 第二约束条件取顶层感受野大小为数据向量大小, 实现更深层数据特征提取, 并减小过拟合。 (2) 通过降采样把特征层输出特征向量缩小至较小的尺寸; (3) 使用两个1×5大小的卷积层和一个带有Dropout的池化层将数据大小降采样到只有一个矢量的向量替代分类作用的全连接层, 进而减小参数量。 采集河南、 山东、 河北、 重庆主要产地出产的金银花为样品500份。 测试光谱范围908~1 676 nm, 采用KS法对样品集预处理, 并用shuffle算法完成训练集、 验证集、 测试集划分, 构建基于改进1D-VD-CNN与近红外光谱的金银花产地鉴别模型。 结果表明, 1D-VD-CNN训练集与测试集准确率均达到100%, 损失值收敛为0.001附近。 与传统1D-CNN模型相比, 1D-VD-CNN模型的训练集与测试集准确率分别提升为约0.5%与1.4%, 参数量和FLOPs分别减少近1 M(兆)和20 M(兆)。 与原始光谱数据分析法和PLS-DA法对比分析, 表明1D-VD-CNN模型对金银花近红外光谱分类具有更高的效率和更好的识别性能。
金银花 近红外光谱 超深度 一维卷积神经网络 产地溯源 Honeysuckle Near-infrared spectroscopy Very-deep(VD) One-dimensional conv-olutional neural network(1D-C Origin traceability 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1471
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033
为了满足4 m级地基大口径光学望远镜千单元自适应光学系统的波前处理规模、速度以及控制带宽要求,研究了基于GPU的千单元级自适应光学系统高速波前处理器。介绍了自适应光学系统波前处理方法,并详细论述了基于GPU的波前处理架构的实现与优化方法。最后,通过湍流模拟器进行桌面模拟实验,得到961单元自适应光学系统的动态性能。实验结果表明:基于GPU的961单元自适应光学系统在采样频率为1 500 Hz时,系统0 dB残余误差抑制带宽能够达到100 Hz,满足4 m级地基大口径光学望远镜自适应光学系统的应用需求。
自适应光学 波前处理 961单元变形镜 图形处理器 adaptive optics wavefront processing 961-element deformable mirror graphics process unit 
光学 精密工程
2022, 30(23): 3004
作者单位
摘要
1 火箭军工程大学 导弹工程学院,陕西 西安 710025
2 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
红外弱小移动目标检测技术是计算机视觉的研究热点和难点。针对机载高动态条件下的空地目标检测存在的场景变化动态、背景干扰强度大、目标运动规律未知等挑战,提出了一种新型的基于增量惯导信息辅助的空地红外弱小移动目标检测算法。为了解决传统惯导信息预测的漂移误差问题,提出了增量惯导信息概念,设计了增量惯导信息的位置预测模型,实现了对目标点的准确预测。构建了基于增量惯导信息辅助与背景差分的移动目标检测框架,通过增量惯导信息对不同位姿下的成像进行校正,引入基于爬山法互相关匹配算法计算校正后图像的平移参数,采用高斯加权对背景图像进行估计,最后通过图像分割检测弱小移动目标。仿真实验验证了文中设计检测算法的有效性和精确性。
红外弱小目标检测 增量惯导信息 图像校正 背景差分 infrared dim moving target detection incremental inertial navigation information image correction background difference 
红外与激光工程
2022, 51(4): 20220191
作者单位
摘要
安徽南瑞继远电网技术有限公司,合肥 230000
在智能交通领域中,道路场景的三维目标实时检测对于保障汽车行驶安全具有重要意义。使用雷达点云和图像数据进行融合能够达到优势互补的效果,然而使用这两种数据融合的三维目标检测算法为得到较高的检测精度,通常都采用两阶段网络,相比于单阶段网络运算速度较慢,而在实际应用中检测系统的速度是非常重要的。针对以上问题,在单阶段网络RetinaNet上进行改进,设计了一种三维目标实时检测方法,将三维锚框映射到点云和图像的特征图上,利用ROI池化,将锚框在特征图上裁剪出的区域转换成相同大小并融合,最终输出目标边界框的回归参数和类别,并且对锚框进行调整得到目标预测边界框。在KITTI数据集上进行的实验表明,所研究的网络在行人、车辆等多目标检测的精确度和时间消耗方面均优于对比算法。
三维目标检测 多传感器信息融合 深度学习 改进RetinaNet 聚焦损失函数 3D object detection multi-sensor information fusion deep learning improved RetinaNet focal loss function 
电光与控制
2021, 28(10): 110
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
随着光学元件的口径增加,无论是在加工检测还是在站址观测过程中,镜面视宁度的影响已经越来越难以忽略。在此情况下,研究可以定量测量镜面视宁度的方法与设备就显得十分重要。基于曲率/斜率混合传感策略,结合冷冻湍流假设实现镜面视宁度评价在时-空域上的转化,实现对镜面视宁度大动态范围的检测。首先,对曲率/斜率混合传感的基本方法进行了理论推导,并以标准化点源敏感性作为评价指标进一步分析了检测过程中的镜面视宁度变化。实验结果显示,在热扰动流场较为均匀时,镜面视宁度的影响较流场反复变化时小,由于湍流不稳定所引入点源敏感性(PSSn)为0.971 8。实验结果证明基于曲率/斜率混合传感的方法可以定量分析大口径光学元件镜面视宁度,对于后续开展的大口径系统设计优化与检测加工具有很好的指导意义。
大口径光学系统 镜面视宁度 曲率传感 波前斜率 large optics system mirror seeing curvature sensing wavefront slope 
红外与激光工程
2021, 50(7): 20200419
作者单位
摘要
1 东北师范大学 紫外光发射材料与器件教育部重点实验室, 吉林 长春 130024
2 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
3 Department of Physics, Georgia Southern University, Statesboro, GA 30460, USA
提到荧光粉光转化(Phosphor-converted,PC)类型的光源, 人们熟悉的是白光照明或近红外波段的光源, 而对紫外波段PC光源的概念比较陌生。本文基于蓝光激发的上转换发光现象, 提出了一个新型PC紫外光源的概念。首先选取 Lu2Pr0.01Gd0.99Al2Ga3O12上转换荧光粉为展示材料, 该材料在 450 nm 激光辐照下发射位于313 nm的紫外线。随后, 采用刮涂工艺将该荧光粉材料制备成荧光陶瓷薄膜。通过蓝光远程激发荧光粉层的方法对荧光薄膜的紫外发射进行了成像演示。目前来看, 尽管这个PC设计的光转换效率并不高, 但光谱和成像实验显示了其作为紫外光源的可行性。该设计可以为明亮环境下的紫外示踪或指示等应用提供选择。
荧光粉光转化 PC紫外光源 Pr3+ 离子上转换 Gd3+ 发射 荧光陶瓷薄膜 phosphor-converted(PC) PC ultraviolet light source upconversion of Pr3+ emission of Gd3+ phosphor composition film 
发光学报
2021, 42(2): 131
作者单位
摘要
西安交通大学 机械工程学院,陕西 西安 710049
噪声是影响图像分割的重要因素,文中提出了一种能够在含噪声的真实场景中准确提取出多个物体区域的分割方案。利用基于正弦条纹投影的双目结构光系统,得到包含目标物体的相位图和视差图。将视差图映射到U-视差图中,利用物体和噪声区域在该视差空间的不同形态特征,采用闭合区域检测算法初步得到各个物体的分割区域,并结合条纹调制度阈值分析法进一步去除阴影区域的噪声,最终得到精确的分割结果。客观评价的数据分析表明,文中提出的分割算法,不仅对噪声的鲁棒性较好,还可以有效地将物体与水平支撑面分割开,在不同场景下具有计算复杂度低,抗干扰能力强的优势,分割准确率均在90%以上,最高可达到99.2%,平均运行时间为27 ms。
正弦条纹投影轮廓术 U-视差图分析 条纹调制度分析 物体分割 sinusoidal fringe projection profilometry U-disparity analysis fringe modulation analysis object segmentation 
红外与激光工程
2020, 49(6): 20200085
陈璐 1雷芳 1施鹰 1殷录桥 2[ ... ]章蕾 1
作者单位
摘要
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 上海大学 新型显示技术与应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
采用热处理烧结方法制备了含CsPbBr3钙钛矿量子点的硅酸盐基氟氧化物玻璃陶瓷(SiO2-Al2O3-Li2O-AlF3-LiF)。通过X射线衍射分析了玻璃的自析晶现象与量子点生长之间的关系; TEM透射电镜分析了量子点的形貌特征; 荧光光谱、吸收光谱和CIE色坐标等表征分析了量子点的发光特性。结果表明, 最佳条件制备得到的含CsPbBr3量子点的玻璃陶瓷材料可实现512 nm强绿光发射, 半峰宽22.80 nm。将该玻璃陶瓷与365 nm紫外芯片封装构建绿光发光二极管(LED), 有望替代绿色荧光粉成为新型固体发光领域的关键材料。
CsPbBr3钙钛矿量子点 玻璃陶瓷 热处理烧结 绿色LED CsPbBr3 perovskite quantum dots glass ceramic re-heat treatment green LED 
发光学报
2020, 41(8): 945
作者单位
摘要
国防科技大学电子对抗学院, 合肥 230037
针对常规均匀线阵DOA估计中可估计信源数目不足的问题, 提出了一种基于虚拟孔径扩展的非均匀稀疏阵DOA估计算法。该算法首先对非均匀稀疏阵接收信号协方差矩阵进行向量化处理, 通过Khatri-Rao积运算得到新的协方差矩阵; 然后利用任意阵列下的空间平滑算法恢复新协方差矩阵的秩;最后通过对新协方差矩阵进行特征值分解实现DOA估计。与传统MUSIC算法相比, 该算法可以在阵元数目小于信源数目的条件下实现DOA估计, 大大增加了可估计信源数目, 同时在低信噪比、小快拍条件下仍能得到DOA估计结果。仿真结果证明了算法的有效性。
DOA估计 稀疏阵列 虚拟阵列 空间平滑 direction of arrival estimation spare array virtual array spatial smoothing 
电光与控制
2018, 25(3): 28
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
为了满足大型地基高分辨率成像望远镜对自适应光学系统校正频率和成像质量的要求, 本文设计了一套349单元自适应光学波前处理系统, 该系统在349单元变形镜自适应光学系统上实现了1 500 Hz的波前校正频率。设计了以控制计算机、FPGA波前斜率处理器、GPU矩阵乘法处理器以及模块化数模转换机箱等作为主要部件的实时波前处理器, 报道了349单元变形镜自适应光学系统对动态像差的闭环校正结果, 实验中对模拟大气相干长度r0为6 cm, 格林伍德频率为160 Hz的大气湍流实现有效校正, 自适应光学系统闭环后, 波前像差的1 000帧平均均方根值由1.07λ(中心波长600 nm, 后同)下降至0.11λ。本文设计的349单元变形镜自适应光学系统能够在1 500 Hz 的波前校正频率下有较高的成像质量, 波前处理延时优于235 μs。功率谱分析结果表明自适应光学系统对100 Hz 以下的波前畸变具有明显的校正效果。
自适应光学 波前处理器 地基大口径望远镜 变形镜 adaptive optics wavefront processor ground-based high-aperture telescope deformable mirror 
光学 精密工程
2018, 26(5): 1007

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