1 浙江大学 光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 浙江大学 极端光学技术与仪器全国重点实验室，浙江 杭州 310027
3 先进科技（香港）有限公司，香港特别行政区 999077
为了在设计阶段预测光学系统加工装配后的像质并降低加工装配难度，提升设计效率，文中提供了一个高效的公差灵敏度降低方法。首先使用Zernike多项式量化像差，基于线性代数理论和Monte Carlo分析寻找引入扰动后系统的像差变化规律，通过降维后的像差场以及特征值分布确定主要引入像差；对系统制造过程中可能出现的失对称扰动和轴向扰动进行建模，基于节点像差理论描述扰动造成的引入像差，并通过统计分析确定关键表面；根据Zernike项与波像差的对应关系对像差空间进行变换，提出相应的评价函数纳入优化，进而抑制新像差的产生。将这一方法应用于两个不同的光学系统的设计，优化后预期加工性能（指定空间频率处98%置信度的MTF表现）分别提升了约68%和20%。与使用Zemax软件中TOLR操作数优化相比，结构1的优化时间由7 h缩短到36 min，并且在结构2的优化中成功实现了公差降敏。结果表明，该方法能够在提升效率的同时有效降低公差灵敏度。
光学设计 公差降敏 主成分分析 节点像差理论 optical design tolerance desensitization principal component analysis nodal aberration theory 红外与激光工程
2024, 53(2): 20230590
1 中南民族大学 计算机科学学院，武汉 430074
2 华灵云科技有限公司，杭州 311121
【目的】针对基于位索引显示复制（BIER）的大规模软件定义网络（SDN）组播中，可能存在特定长度的比特串（BitString）无法表示所有BIER转发路由器（BFRs）的问题，文章设计了一种分域分层（HD）-BIER模型，并设计了其构建算法。
【方法】HD-BIER模型是由多个小规模子域（SD）组成的多层BIER网络，使BIER在大规模网络中能够支持超过BitString表示容量的设备数量。文章提出的HD-BIER构建算法综合考虑了BitString长度（BSL）限制、节点之间的链路长度与网络的连通性，并基于社区划分算法的思想，引入基于节点相似度的模块度函数作为BIER SD划分结果的评价指标，采用自底向上方式动态构建HD-BIER网络。
【结果】仿真实验表明，在节点数量超出BSL的简单和复杂网络中，HD-BIER构建算法均能有效构建突破BSL限制的HD-BIER网络，且所构建的HD-BIER模型在BitString逐层封装和解封的方式下不仅能够保证组播业务数据流的正常传输，还能在此过程中不影响SDN组播通信性能。
【结论】仿真结果证明，所提HD-BIER模型为更大规模的网络提供了有效的组播业务支持方案。
软件定义网络 位索引显示复制 组播 节点相似度 SDN BIER multicast node similarity
基于预放大器阵列, 设计了一种用于解决电压失调的平均电阻网络。分析了电阻网络边界效应产生的原因。采用冗余预放大器设计、环形平均网络设计, 并提出非等值终端电阻设计缓解边界效应。提出节点矩阵电流方程, 为平均电阻网络的设计提供优化方向。在采用节点矩阵电流方程改善边界效应后, 将该预放大器阵列用于12 bit的折叠插值ADC中, 在25 GSPS采样频率、1242 GHz的08 V正弦输入下, 得到ADC的ENOB为1032 bits, SFDR为743 dB。
折叠插值ADC 平均电阻网络 边界效应 非等值电阻 节点矩阵电流方程 folding-interpolation ADC average resistance network boundary effect unequal termination resistance node matrix current equation
针对主流单阶段实例分割算法因冗余语义信息造成实例掩码缺失和泄漏的问题，提出一个基于语义对齐和图节点交互的实例分割算法。在全局掩码生成阶段，设计一个语义对齐模块，通过全局映射和高斯映射评估语义信息对全局和局部语义完整性的影响，从而对冗余语义信息进行抑制。此外，在实例掩码组装阶段，设计一个图节点交互模块。该模块通过对特征图进行图结构数据变换和图节点信息交互，提取拓扑图的空间特征，补充了掩码组装信息，进一步提高了实例掩码的准确度。实验结果表明，所提算法在MS COCO数据集上实现了38.3%的平均精度均值（mAP），与其他先进算法相比，有很强的竞争力。
图像处理 实例分割 语义对齐 图节点交互 MS COCO数据集 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2210008
中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所, 西安 710000
针对高速串行总线IEEE1394B的特点, 分析在此基础上的SAE AS5643协议在航空安全关键领域的应用。研究了协议技术特点, 分别对时间同步、数据通信、根节点、拓扑和带宽等确定性方面展开阐述, 结合时间触发的优势, 对AS5643协议进行改进, 具体对时间触发调度、发送接收时刻等功能进行改进, 提出了一种基于AS5643协议的时间触发调度设计架构, 使其在未来高速(1.6 Gibit/s, 3.2 Gibit/s等)通信应用中进一步提升航空安全关键系统应用所需的鲁棒性和确定性。对实现的设计方案进行RTL级实现及仿真分析, 验证了通信的正确性。
时间触发总线 安全关键系统 时间同步 控制计算机(CC) 远程节点(RN) 启动帧(STOF) time-triggered bus safety-critical system AS5643 AS5643 IEEE1394B IEEE1394B time synchronization Control Computer (CC) Remote Node (RN) Start of Frame (STOF)
1 上海工程技术大学电子电气工程学院，上海 201406
2 东华大学信息科学与技术学院，上海 201620
图像去雨指通过去除图像中的雨痕来重构出高清背景图像的过程。目前最广泛应用于图像去雨任务的是深度卷积神经网络。卷积操作的核心是参数共享，这大大减少了计算量并提升了算法的泛化能力，然而这也导致卷积操作无法有效考虑到局部之间的联系和较远的像素点对所操作区域的影响，出现图像去雨中的过平滑现象。结合图网络的思想和机制，提出一个改进卷积方式。首先将所有像素点视为一个图节点，计算相邻像素点之间的相似度，根据设定的阈值判断有无边联系，完成图结构构建后，所得到的邻接矩阵与相似度矩阵会在卷积操作时对卷积核参数进行调整，充分考虑像素点之间的联系与提取拓扑信息。在图像去雨领域若干公开数据集上对多个最新算法进行对比，实验结果显示所提改进卷积的有效性，可以在不增加许多计算资源的前提下有效提升算法的性能。
图像去雨 深度卷积神经网络 图网络 图节点 改进卷积 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410016
1 山东科技大学 土木工程与建筑学院，青岛 266590
2 山东房源实业集团有限公司，临沂 276004
3 枣庄市金星爆破有限公司，枣庄 277021
为进一步研究爆破切口高度对小高宽比框架结构倒塌效果的影响规律，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件，通过建立分离式共节点钢筋混凝土框架结构模型，根据倒塌角理论，依次取倒塌角为20°、25°、30°、35°、35°(松动爆破)、40°。对6种不同爆破切口下结构的倒塌效果进行模拟，将数值模拟结果导入到后处理软件LS-PrePost中进行处理，将1 s作为时间间隔，以结构竖向塌落速度小于200 mm/s为倒塌完成时刻并与工程实际进行对比。研究结果表明：随着爆破切口高度的增加，积累能量也就越多，结构的后坐距离也不断增加，且增速呈上升趋势; 而爆堆高度和爆破切口的高度成反比，且随切口高度的增加逐渐趋于稳定。对爆破拆除小高宽比框架结构的类似工程要尽量避免过大的爆破切口高度，合适的爆破切口高度为上仰夹角在30°~35°。
框架结构 分离式共节点 爆破切口 数值模拟 爆破拆除 frame structure separated joints blasting cut height numerical simulation blasting demolition
1 常州信息职业技术学院软件与大数据学院，江苏常州213164
2 中国科学院信息工程研究所，北京100049
为确保无线传感器网络(WSN)覆盖和连通性最大化以及能量消耗最小化的有效监测，提出一种基于多目标生物习性激励(MOBHI)的传感器节点部署算法。首先，将传感器节点的区域(领地)根据诸如最大覆盖、最大连通性和最小能耗等多个目标，基于领地捕食者气味标记行为进行标记，并模仿气味匹配识别其监测的位置；其次，对多个目标的优化问题应用非受控Pareto 最优，将其分解为多个单目标优化子问题并同时对它们进行优化，得到所需目标的解。仿真实验结果表明，本文提出算法在网络覆盖、连通性和能耗等性能指标方面都优于其他传感器节点部署的多目标和单目标优化算法。
无线传感器网络 节点部署 生物习性激励 多目标优化 覆盖率 连通性 能耗 Wireless Sensor Network node deployment biological habit incentives multiobjective optimization coverage connectivity energy consumption 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(11): 1205
从电荷耦合器件(CCD)的满阱电荷容量和片上放大器的工作电压范围两个方面对器件的节点电荷容量进行了设计, 并推导出输出节点电荷容量设计的优化公式。从公式中可以看出, 输出节点的电荷容量设计除了需要满足CCD信号电荷转移本身所需的容量值以外, 还必须保证节点处的电压变化范围在输出放大器线性工作区域内, 才能使信号电荷能够完整线性地被放大器输出, 从而保证CCD器件整体的非线性和满阱容量性能。因此, 输出节点电荷容量的设计除了需要考虑节点自身的电容外, 还应综合考虑输出放大器相关MOS管的宽长比、阈值电压、工作电压等因素。
电荷耦合器件 输出节点 电荷容量 CCD charge handling capacity sense node
