西安工业大学光电工程学院，陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室，陕西 西安 710021
提出了一种基于光强迭代的单幅干涉图相位提取方法，实现了对单幅干涉条纹图的高精度相位提取。首先通过对原始干涉图进行预处理得到初始相位；将初始相位引入到干涉条纹图的强度表达式中，利用最小二乘法初步得到背景光和调制光；再将初步估计的背景光和调制光代入最初干涉图的强度表达式中以求解待测相位，比较得到的待测相位和初始相位，若不满足迭代精度要求，则重复上述相位求解过程并实现迭代，若求解的相位与初始相位的均方根差值满足收敛条件，则停止迭代。进行仿真和实验研究，得到的100 mm口径平面元件的测量提取结果与实际相位一致。结果表明，该方法在具有较高检测精度的同时能够有效地保证算法的稳定性。
测量 干涉测量 单幅干涉图 迭代方法 最小二乘法
1 武汉科技大学 信息科学与工程学院，湖北 武汉 430081
2 湖南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410082
3 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
VGGNet能提供高精度的火星图像分类，但需消耗大量内存资源。鉴于器载计算机内存资源有限，为解决这一矛盾，本文提出了基于迭代剪枝VGGNet的火星图像分类方法。首先，采用迁移学习训练网络的连通性，以便评估神经元的重要性；其次，通过迭代剪枝方法修剪不重要的神经元，以便将全连接层的参数量和内存占用量减少；最后，采用K-means++聚类实现权重参数的量化，利用霍夫曼编码压缩迭代剪枝与量化后的VGGNet权重参数，达到减少存储量和浮点数运算量的作用。此外，通过5种数据增强方法进行数据扩充，目的是解决类别不平衡的问题。实验结果表明，压缩后的VGGNet模型的所占内存、Flops和准确率分别为62.63 Mb、150.6 MFlops和96.15%。与ShuffleNet、MobileNet和EfficientNet等轻量级图像分类算法相比，所提模型具有更好的性能。
图像分类 卷积神经网络 迭代方法 聚类算法 VGGNet image classification convolutional neural networks iterative methods clustering algorithms VGGNet
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 国防科技大学 智能科学学院, 长沙 410073
3 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院 超精密加工技术重点实验室, 成都 610200
随着特种超精密加工技术的发展, 复杂流体被越来越多地用于超精密加工工艺中。超精密加工流场分析具有几何特征复杂、流体本构特性多样、流体边界为自有边界等特点, 传统流体数值分析方法难以实现可靠分析。从流体的一般特性出发, 将D. G. Christopherson提出的非负二阶偏微分系统的超松弛迭代方法用于超精密加工流场分析, 建立了适应性与可靠性兼顾的流场分析方法。以磁流变抛光为例, 开展了抛光区域压力场数值计算, 结果表明所得压力分布形态正确, 且分布从x轴正半轴延伸到负半轴, 与郑立功等人的实验测定结果一致。另外, 基于Kistler力传感器对磁流变抛光过程的法向压力在0.1~0.3 mm浸深段进行了在位测量, 发现计算与实验结果偏差均小于20%。表明了该方法的有效性与准确性。
超精密加工 流场分析 Christopherson迭代 磁流变抛光 超松弛迭代方法 ultra-precision machining fluid field analysis Christopherson iteration magnetorheological finishing super-relaxation iterative method 强激光与粒子束
2019, 31(6): 062002
中国人民解放军航天工程大学研究生院, 北京 101416
针对增量式运动结构恢复中相机内参数未标定情况下位姿估计问题,提出一种高精度的非迭代位姿求解方法。根据针孔成像模型,构建了相机内参数未标定位姿估计问题描述方程,使用单位四元数对旋转矩阵进行参数化,并根据四重轴对称现象对旋转矩阵进行分解,通过最小二乘原理构建目标函数后,利用一阶最优化条件建立了关于旋转矩阵参数的二元多项式方程组,使用Gr bner基求解该方程组得到旋转参数的闭合解,进而获得相机的位姿参数和焦距。该算法的计算复杂度为O(n),实验验证了其有效性、高精度和高数值稳定性。
机器视觉 相机位姿估计 非迭代方法 旋转矩阵参数化 多项式方程组
河南理工大学 计算机科学与技术学院, 河南 焦作 454000
双边滤波是一种结合了图像空间邻近度和像素值相似度的非线性滤波方法。当噪声水平较小时, 使用输入的待去噪图像来引导双边滤波核函数权重的计算较为可行, 但当噪声水平变大时, 噪声图像的结构信息被严重破坏, 影响了双边滤波器中值域核函数权值的准确计算。提出了全变分引导的双边滤波图像去噪方法, 给出其Split Bregman快速算法。利用全变分模型对噪声图像进行光滑, 得到一幅包含清晰结构信息的图像, 将图像作为双边滤波的引导图像进行计算, 对上述过程进行迭代处理以提高算法的稳定性。实验表明, 提出得算法不仅在主观视觉效果上优于双边滤波, 客观评价指标PSNR值也较双边滤波提高了1.5dB左右;在较好去除噪声的同时较好地保持了边缘结构。
图像去噪 双边滤波 全变分模型 Split Bregman迭代方法 结构保持能力 image denoising bilateral filtering total variation model split bregman structure preserve capability
液晶微波调制器件的相位调制取决于液晶分子指向矢的分布。液晶指向矢的分布不仅会受基板表面处液晶分子预倾角和锚定能等因素的影响, 液晶材料的挠曲电特性同样会影响液晶指向矢分布。基于液晶弹性理论和差分迭代方法, 研究了挠曲电效应对平行排列向列相(PAN)液晶微波相位调制的影响, 理论推导得到弱锚定PAN液晶盒的平衡态方程, 数值模拟给出了不同的预倾角、锚定能和液晶材料的挠曲电特性条件下单位长度微波相移(MPSL)随电压的变化。结果表明MPSL随锚定能系数的减小而增大, A0=Ad=5×10-5J/m2时, 挠曲电效应e11+e33=5×10-11C/m对MPSL最大可调范围为20°, 0°预倾角对MPSL最大可调范围为17°, MPSL差值最大增加均为9°; 预倾角为3°时, MPSL可调范围随挠曲电系数的增大而增大, 相对于忽略挠曲电效应情形, 强锚定A0=Ad=10-3J/m2条件下MPSL始终减小, 弱锚定A0=Ad=5×10-5J/m2条件下MPSL先减小后增大然后再减小, MPSL差值最大增加为9°。此项研究对液晶微波调制器件设计有一定的指导意义。
挠曲电效应 液晶微波相位调制 单位长度相移 液晶弹性理论 差分迭代方法 flexoelectric effect microwave phase modulation of liquid crystal microwave phase shift per unit length elastic theory of liquid crystal the finite-difference iterative method
河南理工大学计算机科学与技术学院, 河南 焦作 454000
引导滤波(GF)去噪的关键是选取一幅包含清晰结构信息的引导图像。为提高GF的去噪效果, 提出一种由各向异性全变分(ATV)引导的滤波方法。首先利用ATV模型对噪声图像进行光滑处理, 生成包含良好结构信息的引导图像, 然后利用GF进行处理。为提高算法的稳健性, 对上述过程进行迭代处理。由于计算全变分模型的传统迭代方法速度较慢, 因此采用Split Bregman迭代方法进行加速处理。实验结果表明：该算法不仅在峰值信噪比、归一化均方误差和结构相似性等客观指标上具有优势, 而且计算速度比传统迭代方法提高了约30倍。该算法可以较好地快速去除噪声, 并能较好地保持图像中的结构和边缘特征等细节信息。
图像处理 图像去噪 引导滤波 各向异性全变分模型 Split Bregman迭代方法 结构相似性 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 051005
天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
研究了稀疏计算层析成像重构中的迭代去噪模型及其求解算法, 理论推导及模拟实验验证了代数重构技术的抑噪能力.根据稀疏计算层析成像成像过程的噪音特征, 提出了基于欧氏范数不等式约束和基于无穷范数不等式约束的去噪模型.提出了基于凸集投影方法求解去噪模型的算法, 并给出了算法推导过程.结果表明: 欧氏范数去噪模型优于无穷范数去噪模型, 代数重构技术具有抑制噪音的作用.
医用光学 迭代方法 稀疏计算层析成像 重构去噪方法 凸集投影方法 Medical optics Iterative method Sparse computed tomography Reconstruction denoising method Projection onto convex sets
基板的锚定特性，包括锚定能大小和锚定易取方向，影响液晶指向矢的分布，直接导致液晶盒电容的改变，因此可以通过液晶盒电容的测量确定基板表面的锚定特性。基于液晶弹性理论和变分原理，理论推导弱锚定平行排列向列相和混合排列向列相液晶盒系统的平衡态方程和边界条件，采用差分迭代方法数值模拟得到了液晶盒约化电容随电压、锚定能系数及锚定易取方向变化的曲线。结果表明：液晶盒电容随基板锚定能系数的增加而减小;随预倾角的增加，液晶盒电容随锚定能系数的变化缩小;同一电压和基板锚定能系数下，平行排列向列相液晶盒电容不会大于混合排列向列相液晶的电容。
液晶盒电容 锚定能 易取方向 弱锚定 差分迭代方法 capacitance of liquid crystal cell anchoring energy easy direction weak anchoring finite difference iterative method
1 山东科技大学电气信息系，济南 250031
2 哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所，哈尔滨 150001
为了有效校正激光直写中的邻近效应，提出了声光调制器低分辨力时邻近效应的校正方法。该方法首先利用误差校正迭代方法以虚拟的高分辨力声光调制器对直写图案进行校正，再将此时的曝光量数据转换圆整以适用于低分辨力声光调制器，然后对各误差区域重心的最邻近光点在曝光数据调制范围内以曝光当量为步长进行遍历寻优。该方法可有效克服误差校正迭代方法不能以低分辨力声光调制器校正直写图案以及寻优不彻底的缺点。实验表明，以“ L”直写图案为例，本文方法使低分辨力声光调制器时的图案误差相对于原始误差减小了 70.88%。
激光直写 邻近效应 误差校正迭代方法 声光调制器 laser direct writing optical proximity effect iterative error-correction method (IECM) acoustooptic modulator
