1 重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室，重庆 400065
2 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
针对室内用户在非均匀分布时选择最高信号强度接入点（AP）导致系统总速率和用户服务质量较低的问题，提出联合AP和功率分配的方法。考虑多个LED作为AP的可见光通信（VLC）网络，根据用户分布设计了一个基于用户信道增益权重回溯（BM）的AP分配算法，使权重较低的用户接入到其他AP，降低资源竞争严重的LED上的用户负载；为了使所有用户均能满足通信需求，提出改进逐维动态正余弦算法（IDDSCA）的转换参数，并引入基于最优解方向的自适应搜索策略。利用IDDSCA动态调整每个AP下行链路的功率分配，同步优化系统总速率和用户服务质量。仿真结果表明，所提BM-IDDSCA方案相较于BM-DDSCA、SLCG-IDDSCA、BM-αPA、MT-PA与SLCG-QTPA方案在总速率方面分别提升2.94%、4.20%、2.03%、62.90%、4.89%。
可见光通信 用户非均匀分布 接入点分配 服务质量 功率分配 逐维动态正余弦算法
1 1.中国科学院 理化技术研究所, 低温重点实验室, 北京 100190
2 2.齐鲁中科光物理与工程技术研究院, 济南 250000
陶瓷粉体的批次稳定性是陶瓷制品生产商最关心的核心指标, 却又长期无据可依。本研究以燃烧合成的氮化硅粉体为样本, 量化评价不同批次生产的氮化硅粉体的相似程度。首先构建了涵盖静态理化指标、动态流动性指标的粉体性能评价参数体系, 进而测试得到在该参数体系中氮化硅粉体的全部性能数据, 随后对所得性能数据分别采用余弦相似度法和欧氏距离法进行计算, 得到了粉体性能一致性评价数据。结果表明, 基于该参数体系的余弦相似度和欧氏距离均能反映批次粉体间的相似程度, 量化显示出不同批次粉体的差异, 两种方法的计算结果相互验证。对判定为不相似的粉体, 追溯工艺流程中的差异找到了控制氮化硅粉体一致性的关键环节—原料硅粉; 对判定为高度相似的粉体划分为同类, 为不同批次氮化硅粉体的类别划分提供了量化依据。该工作建立的“粉体性能一致性评价体系”为氮化硅粉体产品质量的批次稳定性(性能一致性)提供了有效的评价手段和量化依据。
一致性评价 氮化硅粉体 余弦相似度 欧氏距离 consistency evaluation silicon nitride powders cosine similarity Euclidean distance
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京100192
为了深入研究表面修饰余弦凹槽的亚波长结构对太赫兹波透射特性的调控规律，提出一种表面修饰余弦凹槽的太赫兹亚波长金属Cu狭缝结构，基于时域有限差分法，对亚波长金属Cu狭缝结构的太赫兹波透射光谱特性进行模拟。仿真结果表明，通过改变金属Cu狭缝结构上下表面余弦凹槽的结构排布、数量、周期、深度及狭缝深度、宽度等参量，实现了对太赫兹波透射强度的调控。
太赫兹 表面等离子 余弦凹槽 亚波长结构 terahertz, surface plasmonics, cosine groove, sub-
南京理工大学瞬态物理国家重点实验室, 南京 210000
主流的目标检测模型将检测分为分类和定位两个子任务, 分类和定位各自具有独立的子网络, 且在训练过程中采用互相独立的损失函数。这种模型结构和训练方式忽略了分类和定位之间的相互联系, 使得模型预测的类别得分无法体现预测框的定位质量, 进一步导致高定位质量的预测在非极大值抑制(NMS)阶段被低定位质量的预测抑制, 损害了模型的检测精度。针对该问题, 提出了一种一致性损失的概念, 该损失通过在训练过程中约束模型预测的类别得分和定位质量的排名相似度, 提升了二者的一致程度。基于FCOS-ResNet50模型与PASCAL VOC数据集, 所提的损失函数能够提升约1.3个百分点的mAP0.5、4.3个百分点的mAP75和5.4个百分点的mAP90。
目标检测 损失函数 非极大值抑制 分类定位一致性 余弦相似度 object detection loss function Non-Maximum Suppression (NMS) consistency between classification and localizatio cosine similarity
1 东华理工大学 核技术应用教育部工程研究中心南昌 330013
2 东华理工大学 核科学与工程学院南昌 330013
核脉冲信号的数字余弦函数（cos）成形，因成形简单、可操作性强和灵活性高等优势被用于核脉冲信号的数字成形处理中。本文从单指数衰减脉冲信号和cos脉冲信号的数学模型出发，推导了对称cos成形、零面积cos成形与对称零面积cos成形三种成形方法在Z域中的传递函数和级联公式，分析了成形参数对数字cos成形结果的影响。针对仿真核信号和实际采样核信号，分别实现了三种数字cos成形；基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）系统，实现了核信号的数字cos成形、幅度提取、能谱构建等功能。通过对137Cs（NaI（Tl）探测器）γ能谱的测试，结果表明三种数字cos成形方法在能量分辨率和计数方面均表现良好，且对称零面积cos成形性能指标更为优异，具有较大的应用前景。
数字cos成形 数字核脉冲信号 能量分辨率 Digital cosine shaping Digital nuclear pulse signal Energy resolution
1 中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201203
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海宇航系统工程研究所，上海 210019
太阳电池片可用作粗太阳敏感器（粗太敏），多个等规格粗太敏相互配合可实现太阳矢量的全天域获取；粗太敏的在轨性能决定了其获得太阳矢量的精度。本文基于TZ-1（天智一号）卫星长时间跨度的大量在轨数据，以差分式太阳敏感器确定的太阳矢量为基准，分析粗太敏所确定太阳矢量的角度偏差；对粗太敏输出进行反演，分析其安装偏差及性能衰减情况；并综合多片粗太敏输出，对三结砷化镓太阳电池片对应的凯利余弦曲线进行拟合。分析结果表明，粗太敏安装偏差较小，其所确定的太阳矢量偏差小于5°，性能衰减速率约为0.0621 V/a，可实现一定精度范围内太阳矢量的全天域获取。
光电子学 粗太阳敏感器 太阳电池片 凯利余弦曲线 最小二乘数据拟合 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1725001
1 战略支援部队信息工程大学数据与目标工程学院，河南 郑州 450000
2 西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川 成都 611756
针对合成孔径雷达（SAR）图像变化检测中差异图质量不佳、检测精度偏低以及检测时间长等问题，提出了一种基于对数双曲余弦比（LHCR）差异图构造与多区域特征卷积极限学习机的无监督变化检测新方法。该方法主要由差异图生成和差异图分析两个阶段组成。在差异图生成阶段，利用各向异性扩散滤波器对同一地区不同时间的两幅SAR图像分别滤波，使用对数双曲余弦变换对滤波后的图像进行增强，通过对数比处理得到LHCR差异图，在抑制相干斑噪声的同时，增强差异图的对比度。在差异图分析阶段，应用分层模糊C均值聚类得到变化类、不变类和中间不确定类的预分类结果；进而从差异图、双时相SAR图像中获取多区域样本块，构成三通道数据输入卷积层进行特征提取。特征具有强调中心区域、抑制边缘噪声的特点；最后，使用变化类和不变类的特征向量进行极限学习机分类训练，再用训练好的模型对中间不确定类像素自动分类实现变化检测。Radarsat-2和高分三号数据集的实验结果表明了所提方法的有效性。
遥感与传感器 合成孔径雷达图像 变化检测 差异图 多区域特征 对数双曲余弦变换 极限学习机 光学学报
2023, 43(12): 1228001
1 太原师范学院物理系 山西 晋中 030619
2 太原师范学院计算机系 山西 晋中 030619
3 山西大学理论物理研究所 山西 太原 030006
基于变系数的分数阶导数薛定谔方程, 采用分步傅里叶算法研究了余弦高斯光束的传输和相互作用。在线性情况下, 单束无啁啾余弦高斯光束在传输过程中分成两束相同的高斯光束并形成Y形光束结构, 而啁啾余弦高斯光束在传输过程中产生两束不对称的光束。当莱维指数为1时, 两束啁啾余弦高斯光束相互作用之后形状保持不变。此外, 余弦高斯光束在周期函数、线性函数和幂函数形式调制的分数衍射作用下, 其传输结果分别展现出周期性的结构、抛物轨迹传输以及形状不变的传输。在非线性情况下, 饱和非线性效应破坏余弦高斯光束的周期性结构, 同时抑制余弦高斯光束的传输展宽。
分数衍射效应 余弦高斯光束 光束传输 相互作用 饱和非线性效应 fractional diffraction effect cosine-Gaussian beam beam propagation interaction saturation nonlinear effect
1 安徽职业技术学院机电工程学院, 安徽 合肥 230011
2 中国科学院合肥物质科学研究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
3 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
4 先进激光技术安徽省实验室, 安徽 合肥 230031
发展了一种余弦编码复用高空间分辨率关联成像技术。首先通过构造多个低空间分辨率的余弦编码散斑复用为高空间分辨率调制散斑对目标进行调制照明, 单像素探测器收集调制光与目标相互作用后产生的散射光强, 由迭代算法复原出目标的混叠图像。进而鉴于余弦编码所特有的确定性频谱结构, 利用数字图像处理方法高效解码重构出多个低空间分辨率物体图像, 最终拼接为高空间分辨率目标图像。理论分析了余弦编码复用高空间分辨率关联成像技术实现方法, 并仿真验证了该方法的有效性。本方法大幅降低了传统高空间分辨率关联成像所需的调制散斑, 减少了在线采样时间与离线图像重构时间, 提高了高空间分辨率关联成像的成像效率。
量子光学 关联成像 傅里叶变换 余弦编码复用 高空间分辨率成像 quantum optics ghost imaging Fourier transform cosine encoded multiplexing high spatial resolution imaging
