重庆科技学院机械与动力工程学院，重庆 401331
现有光伏组件缺陷识别方法存在提取特征困难、实时性较差导致了对光伏组件的缺陷故障检测的识别精度不高，本文提出一种基于改进 YOLO v5算法的光伏组件红外热成像缺陷检测方法。改进后的 YOLO v5算法主要是在原来的基础上增添注意机制 SE模块，并且改进损失函数将 GIoU改为 EIoU提高模型收敛效果、最后采用 KG模块平衡特征金字塔结构对模型进行优化，用以提高 YOLOv5算法的识别精度和收敛效果。改进后的网络结构应用在 YOLO v5s模型中，在光伏组件红外图像的检测上的平均检测精度 mAP可以达到 92.8%，比原本的 YOLO v5s算法 88.3%提升了 4.5%，在精确度和召回率上的收敛效果也比原始 YOLO v5算法模型有所提高，改进后的网络结构应用于 l、m、x三种模型中，其检测精度都有所提升，因此改进后的 YOLOv5算法适用于 4种模型。
缺陷检测 深度学习 损失函数 SE模块 平衡特征金字塔结构 defect detection, deep learning, YOLOv5, loss func YOLOv5
1 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
微结构阵列光学元件的加工受到越来越广泛的关注, 单点金刚石飞刀切削技术以高效率低成本且加工精度高的优势, 逐渐应用于微结构的加工。本文主要研究飞刀切削微金字塔结构时, 机床重复定位误差和循环加工引入的误差对微结构切削效果的影响, 分析 V槽切削时次沟槽产生的条件, 研究抑制次沟槽产生方法, 实验验证了可以通过控制切削深度大于最小切削深度来抑制次沟槽的产生。
飞刀切削 微金字塔结构 次沟槽 切削深度 flying cutting micro-pyramid structure sub-groove turning depth
1 火箭军工程大学作战保障学院, 陕西 西安 710025
2 北京遥感设备研究所, 北京 100854
针对军用无人飞行器对海上重要舰船合成孔径雷达图像获取困难的问题,提出了一种从单一图像学习图像内部分布的无条件图像生成网络。该网络采用金字塔式多尺度生成对抗网络(GAN)思想,在每一层金字塔中都有一个GAN负责该尺度下图像块的生成和判别,且每个GAN具有相似的结构。生成器前端采用不同大小卷积核连接的Inception模块获取不同尺度下的图像特征,为了充分利用这些特征,加入了残差密集模块;判别器采用马尔科夫判别器的思想,捕捉不同尺度下的图像分布。将所有生成的图像制成数据集用于训练不同的目标检测算法,结果表明,训练后模型的平均精度得到了一定的提升,验证了该网络模型的有效性。
数字图像处理 金字塔结构 残差密集 多尺度 生成对抗网络 激光与光电子学进展
2020, 57(20): 201018
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川成都 610054
提出一种硅基金字塔结构光控太赫兹波调制器。通过化学刻蚀方法在高阻硅基底形成微米级的金字塔结构, 研究该结构与高阻硅片对激光的反射率及对太赫兹的调制情况。实验表明, 金字塔结构可有效降低激光反射率, 提升激光利用率, 并且通过增加太赫兹波调制面积, 达到显著增强太赫兹波的调制效果, 其调制深度达到 90%以上。该硅基金字塔结构光控调制器可在极低的激光功率下工作, 具有宽带、大幅度调制的特点, 在太赫兹成像领域具有重要应用价值。
太赫兹波 金字塔结构 调制器 光控 terahertz wave pyramid structure modulator optically tuned 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(2): 195
1 宁波大学 理学院 微电子科学与工程系, 浙江 宁波 315211
2 宁波大学 医学院 浙江省病理生理学重点实验室, 浙江 宁波 315211
基于Ag包覆聚苯乙烯球(PS@Ag)纳米探针和Ag覆盖硅金字塔结构(Si@Ag)阵列基底构建“三明治”免疫结构, 开展表面增强拉曼散射(SERS)特性研究, 实现了肝癌肿瘤标志物甲胎蛋白(AFP)的高灵敏、高特异性的检测.通过硝酸银原位还原生成PS@Ag纳米粒子, 再依次链接4-巯基苯甲酸(4-MBA)及甲胎蛋白抗体(Anti-AFP) 制备得到PS@Ag免疫探针.采用Langmiur-Bloggt膜技术、等离子体刻蚀和湿法刻蚀技术, 以PS球阵列为模版, 刻蚀大面积硅金字塔结构, 再依次沉积Ag膜和链接Anti-AFP制备得到免疫基底.结果表明, 基于“三明治”免疫结构的SERS检测方案具有高灵敏度(检测极限为1.75 fg·mL－1)和宽的动态范围(2 fg·mL－1~200 ng·mL－1).此外, 对临床人体血清样品进行SERS免疫检测, 得到了与化学免疫发光法一致的结果, 而且具有更高的灵敏度, 可应用于肝癌的早期检测与诊断.
表面增强拉曼散射 免疫检测 甲胎蛋白 金字塔结构 Surface-enhanced Raman scattering Immunoassay Alpha fetoprotein Pyramid array 光子学报
2018, 47(12): 1228002
玉林师范学院物理科学与工程技术学院 复杂系统优化与大数据处理广西高校重点实验室, 广西 玉林 537400
黑硅是一种能大幅提高器件光电转换效率的新型电子材料, 微纳混合结构黑硅是一种比普通黑硅材料更高效的新型黑硅材料, 如何制备出大面积、形貌特征好、表面洁净度高的黑硅材料是制备高效的黑硅太阳能电池的前提。首先, 利用湿法腐蚀方法, 通过设计合适的反应固体装置和良好的工艺控制手段, 在金字塔硅表面制备了大面积的微纳混合结构黑硅; 然后, 对其制备的关键工艺技术进行了研究讨论。实验结果表明, 该方法制备的微纳混合结构黑硅具有形貌特征好、表面洁净度高和低表面反射率等特征。有效去除表面银沉积物后, 该黑硅在300～1 100 nm范围内的加权平均反射率低至4.06%。该制备工艺方法适用于大面积高效微纳混合结构黑硅的规模制备, 在高效黑硅太阳能电池领域具有重要的应用价值。
金字塔结构 微纳混合结构 黑硅 太阳能电池 pyramid structure micro-nano structure black silicon solar cell
针对传统HCM算法运算时间过长且易陷入局部最优解的缺点，提出一种结合金字塔结构与减法聚类的HCM算法.该算法先将图像描述为不同尺度上的金字塔图像序列，对顶层图像运用减法聚类确定初始中心后进行HCM，然后依次将上一层图像的聚类结果作为初始中心对本层图像进行HCM聚类，对最底层聚类得到的结果即是最终的聚类结果.仿真试验表明，该算法的运行时间远远低于传统HCM算法，且聚类质量比传统HCM算法好.
硬C-均值聚类 减法聚类 颜色聚类 金字塔结构 hard c-means(HCM) subtractive clustering color clustering pyramidal structure
北京航空航天大学,自动化科学与电气工程学院,北京,100083
构造边缘金字塔和距离变换金字塔结构实现鲁棒Hausdorff距离快速匹配.采用抽样技术进行边缘金字塔构造,克服了直接二抽取法的缺点及其理论上的不足.定义了一种新的层阈值确定的方法.利用人工合成图像和实际退化图像对提出的算法进行测试,匹配精度在同不分层方法相似的前提下,提出的算法大大减少了计算复杂性并有很强的鲁棒性,能够满足实时应用的需要.
Hausdorff距离 抽样技术 边缘金字塔结构 鲁棒性
南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏,南京,210094
图像融合的目的是把来自多传感器数据的互补信息合并形成一幅新的图像，以便更好地进行监视和侦察之类的视觉感知。文中介绍了小波变换及其Mallat快速算法，提出了基于小波变换的图像融合方法，并分析了可见光与红外图像的融合结果。结果表明，小波变换融合图像包含了所有传感器的相关信息，其性能优于高斯-拉普拉斯金字塔结构算法。这一原理也可以应用到两幅以上的图像上，无论这些图像是否在同一光谱波段内。
小波变换 图像融合 金字塔结构 红外图像 Wavelet transform Image fusion Pyramid structure Infrared image
