强激光与粒子束
2024, 36(4): 043020
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校电子与计算机工程学院,伊利诺伊 厄巴纳61801,美国
3 北京邮电大学电子工程学院,北京 100876
提出一种基于盲源分离(BSS)从多角度投影提取出任意深度聚焦层的数字乳腺层析合成摄影(DBT)重建算法。首先,通过DBT成像设备采集乳腺的多角度投影,并对投影进行校正、对数变换等预处理工作;然后以中心投影为基准,根据成像几何将多角度投影通过位移聚焦到所选的重建深度z处;最后,将位移后的多角度投影视为由一个聚焦层内信息和若干层外信息构成的线性组合,进而通过BSS将聚焦层信息分离出来,由此快速重建出乳腺厚度范围内任意深度z处的层面。以中心投影为参考,将位移叠加(SAA)法、滤波反投影(FBP)法、最大似然期望最大化(MLEM)3种当前DBT重建的主要算法与所提重建算法进行比较,4种算法对原投影的噪声污染的改善程度分别为13.4%、18.8%、88.5%、73.6%,图像对比度分别下降83.7%、81.4%、74.6%、10.7%,与中心投影的特征相似性分别为0.841、0.866、0.861、0.886,结构相似性分别为0.596、0.594、0.628、0.787,伪影扩散平均值分别为0.571、0.254、0.189、0.146。此外所提算法的重建速度小于SAA、FBP,但比采用2次迭代的MLEM高56.0%,因此所提算法在降低噪声、保持细节、抑制伪影、重建速度方面的综合性能优秀,且随着BSS技术和计算机硬件水平的快速发展而不断提高其分离重建性能,因此所提算法是一种实用性强、极具发展潜力的DBT重建算法。
X射线光学 数字乳腺层析合成摄影 盲源分离 伪影扩散函数 聚焦层重建
Author Affiliations
Abstract
Department of Electrical and Computer Engineering, Rowan University, Glassboro, NJ 08028, USA
In this review paper, we discuss the properties and applications of photonic computing and analog signal processing. Photonic computational circuits have large operation bandwidth, low power consumption, and fine frequency control, enabling a wide range of application-specific computational techniques that are impossible to implement using traditional electrical and digital hardware alone. These advantages are illustrated in the elegant implementation of optical steganography, the real-time blind separation of signals in the same bandwidth, and the efficient acceleration of artificial neural network inference. The working principles and use of photonic circuits for analog signal processing and neuromorphic computing are reviewed and notable demonstrated applications are highlighted.
blind-source separation optical steganography neuromorphic photonics Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 032501
强激光与粒子束
2024, 36(1): 016001
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
熔盐堆核燃料后处理过程中分离去除裂变产物,回收载体熔盐,既可减少废物量,又有利于实现有用物质的循环利用。采用水合硫化钠(Na2S?5H2O)作为沉淀剂,研究了LiF-BeF2熔体中研究了氟化稀土(Ce、Nd、Sm、Eu、Y、Yb)以及氟化钍的高温沉淀反应,比较了不同条件下稀土的去除率。研究表明:600 °C、稀土与沉淀剂的比例为1∶2时,稀土的去除率均低于90%。为进一步提高去除率,采用沉淀-蒸馏联合的方法,沉淀后的混合盐继续升温至950 °C,压力10 Pa的真空条件下蒸馏20 min,冷凝收集盐中稀土Nd的含量降低至1.39×10-4 g?g-1,Nd的去除率提高至99.6%,同时氧、硫的含量分别为8.5×10-5 g?g-1、1.50×10-4 g?g-1。进一步利用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)、能量色谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)等手段分析沉淀物的组成,确定沉淀物主要为稀土硫化物及稀土硫氧化物。研究表明,硫化物沉淀法从废熔盐中分离稀土具有可行性,采用沉淀-蒸馏联合处理获得稀土99%以上的分离效率,这为纯化废盐、实现熔盐的重复利用提供参考。
熔盐 硫化物 沉淀 稀土 分离 Molten salt Sulfide Precipitation Rare earth Separation
1 电子科技大学资源与环境学院,四川 成都 611631
2 中油奥博(成都)科技有限公司,四川 成都 611631
3 中国石油集团东方物探公司,河北 涿州072750
4 上海石油天然气有限公司,上海 200040
本文研究了分布式声波传感垂直地震剖面(DAS-VSP)法纵波及转换波智能处理与成像方法,讨论了DAS-VSP形态成分分析法数据去噪技术、DAS-VSP多波智能分离方法和流程,以及基于深度学习的DAS-VSP数据规则化方法。创新性地提出了一种基于最小旅行时的多波VSP成像方法,通过旅行时表控制反射路径附近聚焦成像,比传统地震偏移方法的划弧减少,成像过程中计算覆盖次数,解决了覆盖不均匀成像振幅问题。通过海上斜井DAS-VSP实际数据处理,同时获得DAS-VSP上行纵波和上行转换横波成像剖面,结果显示,DAS-VSP不仅含有反射纵波信息,同时存在较强的转换横波,通过针对性处理后,能够实现DAS-VSP纵波及转换波成像,说明斜井DAS-VSP具备多波成像条件,可获得较高信噪比的纵波及转换波成像数据,多波数据更有利于油气预测和识别,智能处理及多波成像方法为DAS-VSP法用于油气勘探开发提供了新的技术手段。
垂直地震剖面法 分布式声波传感 人工智能 形态成分分析法 波场分离 数据规则化 多模板快速推进算法 转换横波 成像
1 陕西科技大学材料科学与工程学院,西安 710021
2 上海大学文化遗产与信息管理学院,上海 200444
在Na2O-K2O-MgO-CaO-Al2O3-SiO2系陶瓷釉中,通过引入2%~7% (质量分数)的Nb2O5,制备出蓝、青色的非晶光子结构色釉。采用紫外-可见反射光谱、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等研究Nb2O5加入量对釉色、分相结构及元素分布的影响,并揭示其对非晶光子结构色的调控机制。结果表明:随着Nb2O5加入量的增多,釉中[NbO4]四面体转变为[NbO6]八面体,其作为网络修饰体存在于釉中,使得高温下釉熔体的黏度降低,分相液滴长大。并且,富集于分相液滴中的Nb元素提高了其与基相的相对折射率差,促使非晶光子结构色的波长向长波方向移动,釉色由蓝色向青色发展。
五氧化二铌 非晶光子 结构色釉 分相 niobium pentoxide amorphous photonic structural color glaze phase separation
西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安 710055
Y掺杂的BaZrO3因其优异的化学稳定性而被广泛研究。然而,较高的烧结温度限制了其应用。为改善BaZrO3的烧结活性,对Y-BaZrO3采用Pr3+和Ni2+进行共掺杂,并对其微观形貌及电化学性能进行研究。Ni与材料形成固溶体,Pr3+的掺杂增大了晶粒尺寸,这对致密化过程极为重要。XPS、Raman和EPR结果表明,少量Pr3+掺杂可以增加材料的氧空位含量,并通过加速水的解离和吸附促进质子进入,从而促进质子传导。然而,过量Pr3+掺杂导致的高浓度氧空位会产生缺陷缔合反应,使低温下的电导率略有下降。随着温度的升高,氢分离膜的氢渗透性也增加。此外,BaZr0.66Y0.2Pr0.1Ni0.04O3-δ的氢渗透性高于BaZr0.71Y0.2Pr0.05Ni0.04O3-δ,在1 173 K时,氢渗透性达到2.60×10-8 mol·cm-2·s-1。
氧空位 质子电导率 氢分离膜 oxygen vacancy proton conductivity hydrogen separation membrane