1 北京工业大学材料与制造学部, 北京工业大学环境与生命学部, 北京 100124
2 中国检验检疫科学研究院, 北京 100123
单位点调控作为一种重要的材料修饰手段, 近年来在催化、 能源、 环境等领域中蓬勃发展。 调控单位点, 可以有效地调控表面电荷、 电子结构、 原子空间构型, 从而实现材料整体性能的提升。 在拉曼检测领域, 表面电荷等关键因素被广泛认可并是当下研究热点。 然而, 单位点对表面电荷调控, 乃至对拉曼灵敏度影响尚无系统研究。 该研究全新提出单位点(包括单分子、 单原子、 单原子中心的配体络合物等)的表面电荷调控作用并研究其对拉曼检测灵敏度的影响。 其中, 利用经典的特异性反应: 4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑(AHMT)与甲醛生成6-巯基-5-三唑啉［4,3-b］-s-四嗪(MTT), 使得经单位点AHMT调控的Ag材料具有极低的检测限10-12 mol·L-1, 低于不经单位点AHMT调控表面电荷的10-9 mol·L-1, 实现了对甲醛分子的超低浓度检测。 还研究了单钨原子氧化物调控, 对于非特异性反应中的标准分子、 农药残留分子检测能力的影响。 其中罗丹明6G的检测限可以从10-12 mol·L-1降低到10-14 mol·L-1, 农药福美双的检测限也可以从10-9 mol·L-1降低到10-11 mol·L-1, 据此提出了单位点调控表面电荷方法的普适性。 此外, 经过Zeta电位的测试, 发现经单位点调控的Ag表面电位都有较大变化, 符合库伦正负电荷吸附理论, 这更有利于对待检测分子的捕捉, 也是拉曼检测灵敏度提升的原因, 同时也在机理上解释了单位点调控的普适性。 对深层机理方面也做了许多猜测与研究: 一方面, 由于单位点与基底材料之间存在电荷转移, 因而存在化学增强(CM)过程。 同时, 在Ag表面有显著的电磁场增强(EM), 两种增强机制和单位点体系的协同, 需要进一步通过实验、 理论等, 研究不同单位点的新物理机制； 另一方面, 单位点可能作为一种新的振动模态, 与基底中存在的表面等离子体共振(SPR)、 待测分子的共振协同作用, 使得拉曼散射共振更强, 从而提升拉曼检测灵敏度。 该实验与结论都证实了单位点调控在拉曼检测中的可行性、 必要性, 使单位点在该领域的深入研究成为可能。
表面增强拉曼散射 单位点 表面电荷 普适性 均匀球状银颗粒 定量化检测 Surface-enhanced Raman scattering(SERS) Single sites The surface charge Universality Uniformly spherical silver particles Quantitative detection 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1075
1 安徽理工大学 机械工程学院，安徽淮南23200
2 安徽理工大学 安徽省矿山智能装备与技术重点实验室，安徽淮南3001
为研究面向不同测量对象且具有普适性的数控机床在机测量系统最佳测量区确定方法，选择球作为测量对象，分析了在机测量系统的工作原理及误差来源，利用BAS-BP神经网络建立了单项几何误差白化模型，同时建立了测量系统综合误差模型和球测量误差模型。研究了用于确定最佳测量区搜索寻优的差分优化布谷鸟（DE-CS）算法，进行了不同算法搜索性能对比，确定了算法最优性能参数。搭建了确定球最佳测量区的实验装置，进行了相应实验，对比了利用算法确定和实际测量得到的最佳测量位置的一致性。实验结果表明，利用上述方法搜索计算确定的面向球最佳测量区位置与实验测量确定的最佳测量区位置一致，最佳测量区为：
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和
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，实测最大误差最小值为3.1 μm，算法求解的误差也为整个测量空间的最小值0.710 7 μm，且可用于面向点、面等其他测量对象的最佳测量区确定，具有普适性，可用于确定在机测量系统的最佳测量区。
山东大学信息科学与工程学院，山东济南 250100
针对目前大多数控制方式都是局限于特定的控制场景，控制功能单一，不具备普适性、便捷性，且成功率与准确率较低的问题，提出了 2类基本的指令算法模型：连续型指令、布尔型指令算法模型。将各种不同场景下一个复杂的控制任务，通过功能分解、指令提取、模型匹配 3个步骤分解为上述 2类指令算法模型。模型以手部三维坐标点和手部姿态作为输入条件，实现状态跳转和指令输出。经过实际工作和对比得到，提出的手势控制策略可在多种情况下实现，且提出的算法具有较高的成功率、准确率和较好的鲁棒性、便捷性、普适性。
人机交互 体感手势 控制策略 普适性 Human Computer Interaction somatosensory control strategy universal nature 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(2): 285
北京理工大学光电学院, 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
随着对高亮度、 低功耗绿色显示技术的不断追求, RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向, 已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。 由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色, 且需要兼容具有不同子像素布局方式的RGBW显示器, 因此, 信号映射算法成为RGBW显示的关键。 在介绍现有的五种信号映射算法的基础上, 分析了RGBW显示器中新增的白色子像素对显示颜色的作用方式以及现有四种RGBW子像素布局方式对映射算法显示效果的影响; 提出了优秀映射算法应满足的三点要求, 并据此推导出优秀映射算法的普适性等式及衡量映射算法亮度提升能力的亮度因子; 针对五种映射算法的模拟实验表明: 满足普适性等式的映射算法能更好地保留初始颜色的色调和饱和度, 亮度因子可有效表征算法对亮度的提升能力。 该模型不仅可用于评价现有映射算法, 而且可为新型映射算法的研究提供理论指导, 使之兼容于具有不同硬件参数和子像素布局的显示器, 有助于RGBW显示技术的普及推广。
色度学 白色子像素 子像素布局 算法评价 普适性等式 RGB RGB RGBW RGBW Colorimetry White sub-pixel Sub-pixel layout Algorithm assessment Universal equation 光谱学与光谱分析
2016, 36(10): 3119
1 中国科学院遥感与数字地球研究所， 数字地球重点实验室， 北京100094
2 安徽大学, 计算机智能与信号处理教育部重点实验室， 安徽 合肥230039
3 安徽大学电子信息工程学院， 安徽 合肥230039
4 北京农业信息技术研究中心， 北京100097
冬小麦叶面积指数（leaf area index, LAI）是进行作物长势判断和产量估测的重要农学指标之一， 高光谱遥感技术为大面积、 快速监测植被LAI提供了有效途径。 在探讨利用最小二乘支持向量机（least squares support vector machines, LS-SVM）方法和高光谱数据对不同条件下冬小麦LAI的估算能力。 在用主成分分析法（principal component analysis, PCA）对PHI航空数据降维的基础上， 利用实测LAI数据和高光谱反射率数据， 构建LS-SVM模型， 采用独立变量法， 分别估算不同株型品种、 不同生育时期、 不同氮素和水分处理条件下的冬小麦LAI， 并与传统NDVI模型反演结果对比。 结果显示， 每种条件下的LS-SVM 模型都具有比NDVI模型更高的决定系数和更低的均方根误差值, 即反演精度高于相应的NDVI模型。 NDVI模型对不同株型品种、 不同氮素和水分条件下冬小麦LAI估算精度不稳定， LS-SVM则表现出较好的稳定性。 表明LS-SVM 方法利用高光谱反射率数据对于不同条件下的冬小麦LAI反演具有良好的学习能力和普适性。
最小二乘支持向量机 叶面积指数 高光谱 普适性 冬小麦 Least squares support vector machine Leaf area index Hyperspectral Universality Winter wheat
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院, 北京100083
端元提取是混合像元分解的关键, 研究其算法在高精度的地物识别、 丰度反演和定量遥感等方面具有重要意义。通过研究高光谱遥感影像光谱特征, 结合信息熵理论, 应用高斯分布函数, 建立了一种新的高光谱影像端元提取算法, 即光谱最小信息熵(spectral minimum shannon entropy, SMSE)算法。将该算法应用于AVRIRS高光谱影像的端元光谱提取, 并经过与美国地质勘探局(United States Geological Survey, USGS)波谱库中的数据匹配, 得知其提取端元的精度较高。同时, 通过与经典的纯净像元指数(pixel purity index, PPI)和连续最大角凸锥(sequential maximum angle convex cone, SMACC)等端元提取算法进行实验比较和结果综合分析, 发现光谱最小信息熵算法提取端元光谱效率更高、 精度更好。此外, 分别利用SMACC和SMSE提取Hyperion高光谱影像端元, 得出SMSE的端元提取效果好于SMACC, 从而可认为SMSE算法具有一定普适性。
高光谱影像 光谱分析 最小信息熵 端元提取 普适性检验 Hyperspectral image Spectral analysis Minimum shannon entropy Endmember extraction Universality validation 光谱学与光谱分析
2014, 34(8): 2229
1 南京师范大学 虚拟地理环境教育部重点实验室, 江苏 南京 210046
2 南京信息工程大学 遥感学院, 江苏 南京 210046
基于太湖、巢湖、滇池和三峡水库水体组分生物光学特性, 根据辐射传输模型和神经网络优化算法建立悬浮颗粒物和叶绿素浓度优化生物光学反演模型.利用野外实测数据对优化生物光学算法进行检验, 结果表明, 该优化生物光学反演模型在一定程度上可以减少测量噪音对反演精度的影响.反演结果表明, 受悬浮颗粒物和叶绿素生物光学特性时空差异影响, 该优化生物光学反演模型在太湖、巢湖、滇池和山峡反演精度具有一定的差异, 但总体上能够较为准确地反演悬浮颗粒物和叶绿素浓度.其中悬浮颗粒物反演精度(平均绝对误差: MAPE, 均方根误差: RMSE)分别能够达到23%和15.13mg/L(样本数N=228), 叶绿素反演精度(MAPE和RMSE)分别能够达到26%和17.68μg/L(样本数N=228).
生物光学 遗传算法 普适性 分析模型 bio-optical model genetic algorithm universality analytic model
1 上海大学物理系,上海,200436
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
本文推广了几何光学近轴光线传输的ABCD定理,使之适用于远离光轴的空间光线的传输,无论光学系统是旋转对称的还是非旋转对称的.又注意到经典力学中的粒子运动也存在类似的ABCD定理.进一步研究发现在这宏观的定理背后的物理含义,即允许存在另一个更为普遍的规律"测不准关系"的可能性.此外应用推广的ABCD定理,可导出推广的含ABCD的衍射积分定理,用角程函的导数来表示.以此进行含初级(赛德耳)象差的衍射积分计算是方便的.文中给出含球差与含慧差的解析结果,及仅含球差时的数值计算.
光学ABCD定理的普适性 ABCD定理与"测不准关系" 衍射积分运算 the generality of ABCD theorem ABCD theorem and ' uncertainty principle ' the diffraction integral evaluation
