作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
提出融合变分模态分解(VMD)和自编码器的预测方法,将温升特性曲线分解成若干个子信号分量,其中包含高频的波动量、中间量和低频的趋势量,然后利用自编码器对每个分量进行预测,最后将分量的预测值相加,从而实现对PIN二极管温升特性曲线的精准预测。通过与多种机器学习方法的对比验证了结合VMD分解可有效提升预测精度,同时也验证了自编码器在特性曲线拟合上的优势。
PIN二极管 强电磁信号 器件特性预测 变分模态分解 自编码器 PIN diode electromagnetic interfere characteristic prediction variational mode decomposition autoencoder 
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043013
作者单位
摘要
杭州电子科技大学自动化学院,浙江 杭州 310018
针对基于卷积自编码进行空-谱联合的高光谱解混方法中,过度引入像元光谱之间的空间相关性导致丰度过于平滑的现象,提出一种结合注意力机制的双流卷积自编码高光谱解混方法(DSCU-Net)。首先,利用双流卷积网络分别提取高光谱图像的空间特征和光谱特征;其次,为了确保空间特征和光谱特征之间的平衡性,引入通道注意力机制对提取到的空间特征进行重加权,并对光谱特征和重加权后的空间特征进行融合;最后,使用融合后的特征进行高光谱图像重构,并将重构结果送入解混网络的主干网络中进行光谱解混。通过最小化两次重构误差进行解混网络的训练。为了验证所提方法的性能,在两个真实数据集上进行实验,并对复杂场景下算法的性能表现进行分析。结果表明,DSCU-Net能够有效减少过度引入空间相关性造成丰度过于平滑的现象,具有更好的解混性能。
遥感 高光谱解混 卷积自编码器 通道注意力机制 双流结构 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0428008
作者单位
摘要
重庆工商大学 机械工程学院 制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆 400067
为改善红外与可见光融合结果与源图像间的部分细节特征丢失问题,充分提取红外与可见光图像中的特征信息,提出了一种改进的双通道深度学习自编码网络进行红外与可见光图像融合。其中,双通道结构由密集连接和残差连接模块级联构成,并设置一种综合像素、结构相似度和梯度特征保留的损失函数,使该编码器结构可以充分提取红外与可见光图像的多层次特征,在融合层采用空间L1范数和注意力机制对级联双通道特征分别进行融合,最后设计对应的解码器对融合特征图像进行重构,获取最终的融合结果。通过与传统算法以及近年最新的深度学习算法进行实验对比,结果表明该方法在主观和客观上都具有优秀的综合性能。
红外与可见光图像融合 双通道网络 残差密集模块 注意力机制 自编码器 Infrared and visible image fusion Dual channel parallel network Residual dense module Attention model Auto-encoder network 
光子学报
2023, 52(11): 1110003
作者单位
摘要
1 华南理工大学 软件学院,广东广州50006
2 华南理工大学 自动化科学与工程学院,广东广州510641
3 中国科学院 力学研究所,北京100190
点云的无监督表征学习对于理解和分析点云至关重要,基于三维重建的自动编码器是无监督学习中的重要架构。针对现有的自编码器存在旋转干扰和特征学习能力不足的问题,本文提出一个旋转不变的2D视图-3D点云自编码器。首先,设计局部融合全局的旋转不变特征转换策略。对于局部表示,利用手工设计特征对输入点云进行转换,生成旋转不变的点云表征;对于全局表示,提出一个基于主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)的对齐模块,将旋转点云对齐同一姿态下,在补充全局信息的同时排除旋转干扰。然后,在编码器设计局部和非局部特征提取模块,充分提取点云的局部空间特征和非局部上下文相关性,并建模不同层次特征之间的语义一致性。最后,提出一个基于PCA对齐的2D-3D 重构的解码方法,重建对齐后的三维点云和二维视图,使编码器输出的点云表征集成来自3D点云和2D视图的丰富学习信号。实验结果表明:本算法在随机旋转的合成数据集ModelNet40和真实数据集ScanObjectNN上的识别精度分别为90.84%和89.02%,学习的点云表征在没有任何标签监督的情况下实现了良好的可辨别性,并且具有较好的旋转鲁棒性。
三维点云 自编码器 表征学习 旋转不变性 three-dimensional point cloud auto-encoder representation learning rotational invariance 
光学 精密工程
2023, 31(5): 656
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
遮挡图像重建是无监督异常检测的主要方法之一, 通过生成式模型对遮挡后的图像重建, 根据重建差异来估计图像区域的异常分数, 高异常分数区域即为缺陷区域。然而, 现有方法仅采用若干个尺度相互独立的遮挡策略, 使得模型缺乏对非规则遮挡图像的重建能力; 在重建过程中图像缺失部分与完整部分的全局依赖性未被充分考虑。针对上述问题, 提出多尺度网格的遮挡策略, 并采用自注意力机制增强自编码器重建过程中对全局依赖性的刻画。实验结果验证了所提方法的有效性, 与其他方法相比获得了更优的表面缺陷检测性能。
表面缺陷检测 异常检测 遮挡图像重建 自编码器 自注意力机制 surface defect detection anomaly detection masked image reconstruction auto-encoder self-attention mechanism 
光学技术
2023, 49(1): 70
代豪 1,2,3杨亚良 1,2,*岳献 1,2,3陈燊 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
针对光学相干层析成像(OCT)过程中,光线散射、目标微动和硬件抖动等原因引起的噪声干扰,尤其是视网膜OCT图像中存在的严重噪声干扰问题,提出了一种基于模块化降噪自编码器的渐进式OCT图像降噪方法。使用多层卷积和反卷积构建自编码器,以模块化深度神经网络的架构为基础搭建了具有多个自编码器模块的神经网络,每个自编码器模块可依次输出降噪程度逐渐升高的过程结果,以满足不同的使用需求。以均方误差、峰值信噪比和结构相似度作为降噪结果的评价指标,对编码器模块数量T的研究结果表明,所设计的编码器在T=4时具有最佳性能。利用所提方法和各种主流方法对正常眼和病眼的视网膜OCT图像进行降噪处理,结果表明所提方法在各项指标上均取得最优结果,可以有效地对视网膜OCT图像进行降噪处理和大幅提升图像的质量。
图像处理 视网膜光学相干层析图像 图像降噪 降噪自编码器 深度学习 
光学学报
2023, 43(1): 0110001
作者单位
摘要
国防科技大学电子科学学院, 湖南长沙 410073
为实现对城市用频设备的精确管控, 针对特定辐射源开集识别问题, 构建了一套基于深度学习的辐射源个体开集识别处理流程, 核心在于指纹特征有效区间筛选与基于深度自编码器的开集识别模型。一方面, 通过使用 Grad-CAM实现对深度网络激活可视化, 筛选出信号对网络激活贡献较高的部分, 在不损失过多指纹信息的情况下进行信号区间筛选; 另一方面, 建立基于半监督对抗自编码器的辐射源个体开集识别模型, 实现对电磁环境中出现的未知辐射源个体的有效识别。实验表明此开集识别模型能够在不损失闭集识别率的条件下实现高精确度的开集识别。
辐射源识别 开集识别 深度学习 自编码器 Grad-CAM算法 specific emitter identification open set recognition deep learning deep selfencoder Grad-CAM 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1285
作者单位
摘要
山西工程科技职业大学 现代物流学院, 山西 晋中 030600
机载红外探测系统在近地背景下检测目标时, 地面将对弱小目标产生严重的干扰, 导致传统检测方法对弱小目标的检测性能下降。针对该问题, 利用生成对抗网络提出一种近地背景下的机载红外探测系统弱小目标检测方法。将深度自编码器作为生成对抗网络的网络框架, 引入inception机制对视觉信息进行多尺度特征提取, 并引入残差块来缓解梯度消失问题。在神经网络的对抗训练中, 生成器考虑了移动损失与对抗损失两个损失函数, 提高了生成器的训练效果。最终, 在公开的无人机机载红外探测数据集上完成了实验, 结果表明所提方法能在近地背景下成功检测出红外弱小目标, 且检测的平均精度与速率均优于其它对比方法。
机载红外探测系统 户外探测 弱小目标检测 深度自编码器 生成对抗网络 airborne infrared detection system outdoors detection weak and small target detection deep auto-encoder generative adversarial network 
光学技术
2022, 48(6): 755
作者单位
摘要
西北工业大学 航天学院,陕西 西安 710072
红外与可见光图像融合技术充分利用不同传感器的优势,在融合图像中保留了原图像的互补信息以及冗余信息,提高了图像质量。近些年,随着深度学习方法的发展,许多研究者开始将该方法引入图像融合领域,并取得了丰硕的成果。根据不同的融合框架对基于深度学习的红外与可见光图像融合方法进行归类、分析、总结,并综述常用的评价指标以及数据集。另外,选择了一些不同类别且具有代表性的算法模型对不同场景图像进行融合,利用评价指标对比分析各算法的优缺点。最后,对基于深度学习的红外与可见光图像融合技术研究方向进行展望,总结红外与可见光融合技术,为未来研究工作奠定基础。
图像融合 红外图像 可见光图像 卷积神经网络 自编码器网络 生成对抗网络 image fusion infrared image visible image convolutional neural network autoencoder network generative adversarial network 
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220125
作者单位
摘要
大连海事大学信息科学技术学院,辽宁 大连 116026
针对应用于可见光通信的正交振幅调制(QAM)和脉冲位置调制(PPM)的混合调制系统结构及性能优化问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的混合调制端到端通信系统设计方案。该方案利用设计的损失函数分多个阶段训练网络来分别实现QAM调制以及PPM调制,并将二者结合实现混合调制。解调方面,为了提升脉冲识别准确度并降低运算复杂度,提出了一种通过改变CNN卷积核大小对接收信号进行脉冲识别的方法。仿真结果表明,在加性高斯白噪声和瑞利衰落信道下,对于采用不同脉冲时隙数及调制阶数的混合调制方式,所提技术方案表现出良好的泛化能力,并且当误符号率为10-3时,相较传统解调方式,其误码性能改善范围为0.4 dB~2.8 dB。
光通信 混合调制 卷积神经网络 自编码器 误码性能 
激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1706001

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