Author Affiliations
Abstract
1 School of Computer Science and Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, China
2 School of Information Science and Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China
Optical molecular tomography (OMT) is a potential pre-clinical molecular imaging technique with applications in a variety of biomedical areas, which can provide non-invasive quantitative three-dimensional (3D) information regarding tumor distribution in living animals. The construction of optical transmission models and the application of reconstruction algorithms in traditional model-based reconstruction processes have affected the reconstruction results, resulting in problems such as low accuracy, poor robustness, and long-time consumption. Here, a gates joint locally connected network (GLCN) method is proposed by establishing the mapping relationship between the inside source distribution and the photon density on surface directly, thus avoiding the extra time consumption caused by iteration and the reconstruction errors caused by model inaccuracy. Moreover, gates module was composed of the concatenation and multiplication operators of three different gates. It was embedded into the network aiming at remembering input surface photon density over a period and allowing the network to capture neurons connected to the true source selectively by controlling three different gates. To evaluate the performance of the proposed method, numerical simulations were conducted, whose results demonstrated good performance in terms of reconstruction positioning accuracy and robustness.
Optical molecular tomography gates module positioning accuracy robustness 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(3): 2350027
Author Affiliations
Abstract
1 Tianjin University, Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology Tianjin, China
2 University College London, Department of Electronic and Electrical Engineering, London, United Kingdom
3 University of Mining and Technology, School of Materials Science and Physics, Xuzhou, China
4 Tianjin University, School of Electrical and Information Engineering, Tianjin, China
5 Southeast University, School of Information Science and Engineering, State Key Laboratory of Millimeter Waves, Nanjing, China
6 Zhejiang University, College of Information Science and Electronic Engineering, Key Laboratory of Micro-Nano Electronic Devices and Smart Systems of Zhejiang Province, Hangzhou, China
Unlike conventional topological edge states confined at a domain wall between two topologically distinct media, the recently proposed large-area topological waveguide states in three-layer heterostructures, which consist of a domain featuring Dirac points sandwiched between two domains of different topologies, have introduced the mode width degree of freedom for more flexible manipulation of electromagnetic waves. Until now, the experimental realizations of photonic large-area topological waveguide states have been exclusively based on quantum Hall and quantum valley-Hall systems. We propose a new way to create large-area topological waveguide states based on the photonic quantum spin-Hall system and observe their unique feature of pseudo-spin-momentum-locking unidirectional propagation for the first time in experiments. Moreover, due to the new effect provided by the mode width degree of freedom, the propagation of these large-area quantum spin-Hall waveguide states exhibits unusually strong robustness against defects, e.g., large voids with size reaching several unit cells, which has not been reported previously. Finally, practical applications, such as topological channel intersection and topological energy concentrator, are further demonstrated based on these novel states. Our work not only completes the last member of such states in the photonic quantum Hall, quantum valley-Hall, and quantum spin-Hall family, but also provides further opportunities for high-capacity energy transport with tunable mode width and exceptional robustness in integrated photonic devices and on-chip communications.
large-area quantum spin-Hall waveguide states strong robustness against defects high-capacity energy transport mode width degree of freedom 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(1): 016009
作者单位
摘要
南京航空航天大学自动化学院, 南京 211000
战机在战场追逃过程中需要完成超机动动作以快速进入优势攻击区域, 但在大攻角飞行范围内, 飞行过程具有强烈的耦合作用。传统的动态逆控制方法具有很好的快速解耦能力, 但鲁棒性较差。提出一种基于非线性动态逆的L1自适应飞行控制方法, 通过引入PI型动态逆控制和L1自适应结构, 提高了系统的动态性能和鲁棒性。最后利用某软件仿真战机类眼镜蛇机动, 结果表明该方法在提升了系统动态性能的基础上, 还可以有效补偿参数不确定性等扰动, 同时提高了鲁棒性, 能够为战机空中作战提供技术参考。
作战飞机 飞行控制系统 动态逆 L1自适应控制 超机动 鲁棒性 fighter aircraft flight control system dynamic inversion L1 adaptivecontrol super-maneuver robustness 
电光与控制
2023, 30(11):
作者单位
摘要
济南大学 机械工程学院,山东济南250022
针对传统人脸识别方法识别性能较差,基于深度学习的方法在非限制条件下识别较为困难,人脸特征区分性弱,识别精度容易受到姿势、表情等方面影响的问题,提出了一种引入卷积块注意力模块的孪生神经网络模型结构。该结构是基于孪生神经网络(Siamese neural network)的基础框架进行改进的,在框架中引入改进的VGG11_BN模型进行特征提取。该模型是在VGG11结构的基础上引入批归一化(Batch Normalization,BN)技术,在原模型结构的基础上,提出引入CBAM混合注意力机制的特征提取网络;最后,针对目前亚洲人的人脸识别训练较少的情况,采用更加符合亚洲人脸特征的CASIA-FaceV5数据集进行识别训练。实验结果表明:本文算法在人脸识别方面的准确率达到了96.67%,并且在CAS-PEAL-R1人脸数据集上比SRGES,VGG11+siamese算法的准确率分别提升6.05%,6.7%。该算法可以在多因素影响下更好地进行人脸识别验证,具有良好的稳定性。
人脸识别 孪生神经网络 深度学习 注意力机制 稳定性 face recognition Siamese neural network deep learning attention mechanism robustness 
光学 精密工程
2023, 31(21): 3192
周天泽 1,2虞凯程 2,3程懋松 2,3,*戴志敏 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 上海科技大学上海 201210
2 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
3 中国科学院大学北京 100049
熔盐堆作为第四代先进核能系统之一,在安全性、经济性、防核扩散和可持续性等方面具有独特的优势。为了保障熔盐堆运行安全,需要快速、准确地识别瞬态工况,目前的瞬态识别方法主要依赖于操作员人工识别,这会引入较大的人为因素,严重影响核电安全。为了减少熔盐堆系统瞬态识别过程中引入的人为因素,提高熔盐堆运行安全,使用RELAP5-TMSR程序对美国橡树岭国家实验室建造运行的熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)的瞬态工况进行建模与仿真,产生数据集,基于K近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)机器学习方法,建立了熔盐堆系统瞬态识别模型,并对识别模型在噪声下的鲁棒性进行了分析和优化。结果显示:基于KNN方法建立的熔盐堆系统瞬态识别模型在测试集上的F1分数达到99.99%;在噪声下的识别F1分数达到94.32%,具有较高的鲁棒性;进一步优化后的熔盐堆系统瞬态识别模型在噪声下的F1分数达到99.73%,能较为准确地识别MSRE的瞬态工况,满足熔盐堆系统瞬态识别需求。基于KNN方法的熔盐堆系统瞬态识别模型能够有效识别系统瞬态工况,可应用于熔盐堆智能运维,确保熔盐堆运行安全。
熔盐堆 K近邻 系统瞬态识别 鲁棒性 Molten salt reactor K-nearest neighbor System transient identification Robustness 
核技术
2023, 46(11): 110604
作者单位
摘要
广西大学电气工程学院, 南宁 530000
针对一般线性二阶多智能体系统, 设计仅含采样位移信息的分布式脉冲一致性控制算法。利用谱分析和拟周期齐次Lyapunov函数方法, 给出能够实现二阶一致性的判据, 揭示采样周期、控制器增益以及拉普拉斯矩阵的特征值对实现二阶一致性的影响机理。进一步分析采样周期和系统参数的不确定性对分布式脉冲一致性算法的影响, 并以低维数的线性矩阵不等式, 给出了能够实现鲁棒二阶一致性的充分条件。最后, 通过数值例子验证了所提出的理论结果。
二阶多智能体系统 脉冲控制 鲁棒性 一致性 second-order multi-agent system impulse control robustness consensus 
电光与控制
2023, 30(10): 34
作者单位
摘要
辽宁石油化工大学 信息与控制学院, 辽宁 抚顺 113001
视盘和视杯的精确分割是青光眼计算机辅助诊断的关键,考虑视盘的解剖学特征,提出基于超像素和级联SVM分类实现视盘的精确分割。首先对眼底图像超像素分割,基于视盘的解剖学结构特征,提取超像素的灰度、纹理、几何、位置分布等特征;然后采用基于SVM的监督聚类方法分类超像素区域,两级级联SVM分类器在分类过程中修正超像素位置信息,提升分割精度;最后基于Snake模型修复局部轮廓。在DRIONS和REFUGE数据库视盘分割精度分别为99.87%和99.52%,精度、灵敏度、特异性、AOL和DICE系数均高于该领域典型算法,实验证明所提方法能够精确分割视盘区域,且具有较强的鲁棒性;在青光眼诊断中具有一定的应用价值。
视盘分割 青光眼 超像素 级联SVM 鲁棒性 disc segmentation glaucoma super pixel cascaded SVM robustness 
光学技术
2023, 49(3): 379
周光迎 1,3齐月静 1,3,*李亮 2姜淼 2[ ... ]么铭怡 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院微电子研究所,北京 100029
2 北京超弦存储器研究院,北京 100176
3 中国科学院大学,北京 100049
针对复杂结构对准标记仿真需求,联合严格耦合波法和分层近似法提出一种对准标记鲁棒性分析方法。利用该方法构建仿真模型:以晶圆质量和信噪比为评价函数,研究了标记槽深、槽宽、膜层厚度和侧壁对称变形等参数变化对标记鲁棒性的影响;以对准误差为评价函数,研究了侧壁非对称变形对标记鲁棒性的影响。并结合对准标记鲁棒性分析结果明晰了光刻机提升标记工艺适应性的策略。最后借助VirtualLab商业软件和实验平台,验证了分析方法的有效性和准确性。所提方法和给出的工艺适应性策略,对于对准标记设计优化和光刻机对准精度提升具有重要的理论意义和应用价值。
光刻 对准标记 严格耦合波法 分层近似法 鲁棒性 工艺适应性 
光学学报
2023, 43(11): 1113002
王苗苗 1吴德阳 2,3,*胡森 1王佳炎 2,3[ ... ]曲长波 1
作者单位
摘要
1 辽宁工程技术大学软件学院,辽宁 葫芦岛 125105
2 燕山大学信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004
3 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室,河北 秦皇岛 066004
针对医学图像中嵌入水印信息造成的鲁棒性与透明性的不平衡问题,提出了一种面向医学图像的篡改检测双重水印算法。首先,采用Sine-Cubic混沌映射加密算法将Sine映射与Cubic映射进行线性耦合,利用得到的混沌序列对版权图像进行加密。其次,对载体图像进行小波变换,并对低频子带进行安全区域划分,根据安全区域内子块熵值将医学图像划分为感兴趣区域(ROI)和非感兴趣区域(NROI)。同时,通过提取ROI的稳定特征与加密的版权构造鲁棒的零水印。最后,将零水印嵌入医学图像NROI子块Schur分解的上三角矩阵最大系数中,同时记录嵌入水印后的最大系数用于篡改检测。实验结果表明:所提水印算法具有不可感知性、鲁棒性和安全性,同时可以准确地定位被篡改的含水印区域;与其他水印算法相比,所提双重水印算法在鲁棒性和算法效率上均有很大的提升。
医用光学 双重水印 鲁棒性 Sine-Cubic混沌映射 医学图像水印 
激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0617001
冷志博 1,2金鑫 2,*
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学生命科学与医学部生物医学工程学院,江苏 苏州 215000
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏 苏州 215000
条纹投影三维测量技术因高精度、高鲁棒性、低成本等优点而被众多学者广泛研究和应用。然而,传统的方法大多需要投影多张条纹才能获取物体的三维形貌。因此提出一种快速条纹投影三维测量方法。设计一个对称相位用于相位解包,可以有效减少投影条纹的数量;将投影仪看作逆相机,把系统构建为一个立体视觉系统,利用立体视觉的极线约束对对称相位设计一种窗口匹配方式,增强相位解包的鲁棒性。相比传统的倍频法、多频外差法等,所提方法的条纹数量可以减少50%,同时保证高的精度和鲁棒性。
三维测量 条纹投影 对称条纹 窗口匹配 精度和鲁棒性 
激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0212002

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