期刊基本信息
创刊:
1974年 • 月刊
名称:
光电工程
英文:
Opto-Electronic Engineering
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院光电技术研究所;中国光学学会
出版单位:
光电工程编辑部
主编:
罗先刚
ISSN:
1003-501X
刊号:
CN 51-1346/O4
电话:
028-85100579
邮箱:
地址:
四川省成都市双流350信箱《光电工程》编辑部
邮编:
610209
定价:
90元/期

本期栏目 2019, 46(12)

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光电工程 第46卷 第12期

作者单位
摘要
光电工程
2019, 46(12): 1
范真涛 1,2,3汤媛媛 1,2,*魏凯 1,2陈颖 4张雨东 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
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
4 中国人民解放军61046部队,北京 100000
光谱椭偏测量技术已广泛应用于材料科学、微电子、物理化学和生物医学等领域。在光谱椭偏测量系统中,由于起偏器和检偏器存在漏光等瑕疵,光源子系统的偏振度和光谱仪子系统的偏振敏感度会影响光谱椭偏系统的测量精度。针对这一问题,本文建立了光谱椭偏测量系统的偏振相关系数的修正模型;并提出了一种同时测量光源子系统和光谱仪子系统偏振相关系数的方法。利用现有实验室内的宽带光源系统和宽带光谱仪验证了这种测量方法的可行性。
测量 光源 光谱仪 光谱椭偏仪 偏振相关系数 measurement light source spectrometer spectroscopic ellipsometry polarization correlation coefficients 
光电工程
2019, 46(12): 180507
作者单位
摘要
合肥工业大学计算机与信息学院,安徽 合肥 230601
针对光场相机特定透镜结构及透镜边缘像素混叠导致获得的光场多视角图像质量较差的问题,本文提出了一种基于双引导滤波的光场去马赛克算法。首先用白图像及透镜掩膜信息重新加权基于梯度的无阈值(GBTF)算法重建G图像,然后使用重建的G图像对R/B图像进行双引导重建R/B图像,最后将重建的R、G、B图像组合为全彩色图像。实验结果表明,与其他先进去马赛克方法相比,指标CPSNR提高1.68%,指标SSIM提高2%,并且本文方法得到的光场多视角图像具有清晰的边缘和较少的颜色伪影。
去马赛克 光场 微透镜阵列 双引导滤波 demosaicing light field microlens array double guided filtering 
光电工程
2019, 46(12): 180539
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 中国科学院大学,北京 100049
对Xilinx SRAM型FPGA的配置RAM的帧物理组织进行了研究,给出了提取帧结构的方法,并给出了比特流中帧的排列顺序;分析了SEM IP核的中间文件的结构并给出了提取必要位的方法,通过对必要位进行0/1翻转,用以模拟辐射环境下FPGA易出现的单粒子翻转问题;设计了PC端界面以实现完整的人机交互。故障注入系统在FPGA片上实现,通过内部ICAP接口实现对配置数据的读写,无需处理器参与。通过对待测电路的必要位逐位进行翻转及修复测试后对每个位进行了分类,分类结果可用于在后续故障修复中对特殊位进行重点防护。
SRAM型FPGA 单粒子翻转SEU 配置RAM 故障注入 SRAM FPGA single event upset configuration RAM ICAP ICAP fault injection 
光电工程
2019, 46(12): 180549
作者单位
摘要
1 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310000
2 新疆乌鲁木齐21信箱192分箱,新疆 乌鲁木齐 841700
3 河南开封魏都路68号180分箱,河南 开封 475000
本文对连续激光辐照金属材料的峰值温度变化情况进行研究,建立了连续激光辐照材料的有限元分析模型,采用仿真分析的方法对连续激光照射铝合金圆板的峰值温度变化情况进行了研究。通过对光束抖动、光斑扩散、空气对流、材料表面氧化等不同条件仿真结果的分析,给出了各种因素对激光辐照材料峰值温度变化情况的影响,并利用等效材料比热容的方法开展了相变潜热对温升情况的影响分析。最后综合各种条件给出了在连续激光辐照铝合金材料的峰值温度变化情况,对材料的损伤进行了分析。
激光毁伤 温度 有限元 相变 laser damage temperature finite element phase transformation 
光电工程
2019, 46(12): 180659
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川 成都 610065
提出通过构造光刀平面,采用单应性矩阵的计算方法,完成线结构光系统标定。该方法通过在相机景深范围内平移标定靶,获取不同位置的光刀图像和靶标图像,从同一位置的两幅图中提取出特征点图像,构成一个光刀平面。按照相机针孔成像模型,可以建立光刀平面与相机系统的单应性矩阵关系,并计算出该矩阵,从而完成标定。在测量时,只需根据提取出的光刀图像像素坐标,结合单应性矩阵即可得到待测物体坐标,再结合平移设备,便可完成对整个物体的测量。实验证明,线结构光系统标定最大残差小于0.05 mm,标准差小于0.02 mm,两个面之间的测量距离相对误差低于1.3%。整个系统标定过程简单,适用于快速标定线结构光系统和工业化测量。
机器视觉 线结构光 单应性矩阵 标定 光刀平面 machine vision line-structured light homography matrix calibration light plane 
光电工程
2019, 46(12): 180677
作者单位
摘要
浙江工业大学信息工程学院,浙江 杭州 310023
传统的多视图几何方法获取场景结构存在两个问题:一是因图片模糊和低纹理带来的特征点误匹配,从而导致重建精度降低;二是单目相机缺少尺度信息,重建结果只能确定未知的比例因子,无法获取准确的场景结构。针对这些问题本文提出一种基于深度学习的真实尺度运动恢复结构方法。首先使用卷积神经网络获取图片的深度信息;接着为了恢复单目相机的尺度信息,引入惯性传感单元(IMU),将IMU获取的加速度和角速度与ORB-SLAM2获取的相机位姿进行时域和频域上的协同,在频域中获取单目相机的尺度信息;最后将图片的深度图和具有尺度因子的相机位姿进行融合,重建出场景的三维结构。实验表明,使用Depth CNN网络获取的单目图像深度图解决了多层卷积池化操作输出图像分辨率低和缺少重要特征信息的问题,绝对值误差达到了0.192,准确率高达0.959;采用多传感器融合的方法,在频域上获取单目相机的尺度能够达到0.24 m的尺度误差,相比于VIORB方法获取的相机尺度精度更高;重建的三维模型与真实大小具有0.2 m左右的误差,验证了本文方法的有效性。
三维重建 深度学习 单目相机 尺度因子 3D reconstruction deep learning monocular camera scale factor IMU IMU 
光电工程
2019, 46(12): 190006
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215600
本文提出了一种将衍射相位显微技术与微流体芯片相结合的方法对水源性寄生虫进行定量测量。结合干涉技术与光学显微镜搭建了衍射相位显微成像系统,实现对寄生虫的高灵敏度实时测量。基于光刻工艺,设计和制作了U型捕获结构双层微流体芯片,实现高通量的单个寄生虫捕获。将与聚二甲基硅氧烷(PDMS)折射率相同的聚蔗糖水溶液通入微腔,消除U型捕获结构边缘衍射在相位成像时产生的显著干扰噪声。利用不同直径的标准聚苯乙烯微球验证了该系统的准确性,最大相位值误差不超过3%。采用上述系统测量了100个贾第鞭毛虫包囊和100个隐孢子虫卵囊,然后从干涉图中重构出两虫的相位图。通过对定量相位图的分析得出两虫的形态学参数与定量的光体积差分布,定量的数据为了解其生理特性提供了依据。微流体衍射相位显微成像系统结构简单,稳定性好,测量精度高,在对单个微生物进行实时监测和无标记定量研究方面具有巨大的潜力。
微流体 衍射相位显微技术 干涉 全息 microfluidic diffraction phase microscopy interference holographic 
光电工程
2019, 46(12): 190046
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130031
为了提高星上TDICCD相机成像系统的有效寿命,降低系统在轨运行状态变化后对成像质量的影响,提高星上系统可靠性,设计了星上实时辐射校正系统;通过旋转焦平面,完成星上实时辐射校正与处理,获得多片TDICCD通道间和像元间校正参数,提高相机成像系统的空间适应性和非均匀性指标。在FPGA内部完成校正参数实时存储与处理,并对参数的可靠性、稳定性进行优化。该方法能够实现相机在轨状态下的相机非均匀性校正参数的实时获取。测试结果表明:系统通道内的像元非均匀性能够提高到2.01%,能够实现星上实时辐射校正的功能,获得良好效果。
实时辐射校正 像元非均匀性 存储控制 TDICCD TDICCD real-time radiation correction PRNU memory control FPGA FPGA 
光电工程
2019, 46(12): 190112
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 西北工业大学自动化学院,陕西 西安 710072
在数字全息显微技术中,为了提高测量精度,提出了一种利用长工作距离物镜的相移数字全息显微的测量装置和方法。该装置采用LED作为照明光源,可以有效地抑制相位噪声,提高了重建精度。通过在长工作距离物镜和样品之间加入分光棱镜的方法,构建了一种准物参共路的迈克尔逊干涉仪。该装置结构简单,调整方便,在部分相干光照明时,容易实现干涉。重建时,采用盲相移干涉技术,结合两步盲相移算法,重建出物体的表面相位分布。实验中,分别采用LED照明和He-Ne激光照明,测量了一个反射式USAF1951分辨率板的高度分布。结果表明,两者的测量结果相互吻合,但是LED照明时的噪声与激光照明时相比降低了70%。此外,为了进一步验证装置的有效性,使用该装置对刻于硅基底的微纳矩形台阶进行测量,测量结果与标称值具有良好的一致性,表明该装置在微结构的形貌测量方面有广阔的应用前景。
数字全息显微 相移干涉 准物参共路 部分相干光 digital holographic microscopy phase-shifting interferometry quasi-common-path partially coherent light 
光电工程
2019, 46(12): 190140
作者单位
摘要
1 西安邮电大学计算机学院,陕西 西安 710121
2 西安邮电大学陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室, 陕西 西安 710121
3 空军工程大学信息与导航学院,陕西 西安 710077
根据目标检测算法中出现的目标漏检和重复检测问题,本文提出了一种基于双阈值-非极大值抑制的Faster R-CNN改进算法。算法首先利用深层卷积网络架构提取目标的多层卷积特征,然后通过提出的双阈值-非极大值抑制(DT-NMS)算法在RPN阶段提取目标候选区域的深层信息,最后使用了双线性插值方法来改进原RoI pooling层中的最近邻插值法,使算法在检测数据集上对目标的定位更加准确。实验结果表明,DT-NMS算法既有效地平衡了单阈值算法对目标漏检问题和目标误检问题的关系,又针对性地减小了同一目标被多次检测的概率。与soft-NMS算法相比,本文算法在PASCAL VOC2007上的重复检测率降低了2.4%,多次检测的目标错分率降低了2%。与Faster R-CNN算法相比,本文算法在PASCAL VOC2007上检测精度达到74.7%,性能提升了1.5%。在MSCOCO数据集上性能提升了1.4%。同时本文算法具有较快的检测速度,达到16 FPS。
计算机视觉 目标检测 非极大值抑制 卷积神经网络 computer vision object detection non-maximum suppression convolutional neural network 
光电工程
2019, 46(12): 190159