期刊基本信息
创刊:
1964年 • 半月刊
名称:
激光与光电子学进展
英文:
Laser & Optoelectronics Progress
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中科院上海光机所
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
范滇元
执行主编:
邱建荣
副主编:
戴琼海 张龙 张雨东 曹良才
ISSN:
1006-4125
刊号:
CN 31-1690/TN
电话:
021-69918427
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
120元/期

本期栏目 2019, 56(16)

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激光与光电子学进展 第56卷 第16期

作者单位
摘要
上海海洋大学信息学院, 上海 201306
为提高卷积神经网络对图像多尺度变化的感知能力,增加网络的尺度不变性,提出一种基于多尺度卷积特征融合的台风等级分类模型。在卷积神经网络中添加多尺度感知层,对卷积特征进行多尺度感知并进行级联。将多尺度正则化项添加到损失函数中,通过反向传播来最小化隐含层权重的残差,优化模型的特征提取能力。最后将多尺度高层语义特征通过Softmax分类层归一化成各图像类别的概率值,取最大概率值为最后图像的分类结果。为有效验证本模型的多尺度感知能力,选用红外卫星台风云图作为数据集,实验结果表明,本模型能有效感知并提取台风云图的局部特征,并在两个通用数据集MNIST和CIFAR-10上验证了本模型的泛化能力。
大气光学 台风等级分类 卷积神经网络 多尺度特征 尺度不变损失函数 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 160101
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学信息与通信学院认知无线电与信息处理教育部重点实验室,广西 桂林 541004
2 广西信息科学实验中心,广西 桂林 541004
考虑室内复杂环境对可见光定位精度的影响,提出了一种基于可见光指纹的室内定位方法。利用定位终端接收来自室内不同LED发出的信号强度信息,构建特征,将物理坐标作为标签,采用支持向量机回归(SVR)算法学习模型,确定移动目标粗略的位置范围。同时,为了进一步优化定位性能,以该位置范围作为限制条件,采用指纹定位算法实现更精确的定位。将所提定位方法在4 m×4 m×3 m的空间区域中进行了实验。结果表明,该方法定位误差小于1 cm的概率为67.5%,与SVR定位算法相比,平均定位精度提高了93.98%;与传统的基于指纹的定位方法相比,该方法可以在更低复杂度的情况下实现更精确的定位,有效提高了室内定位精度及其数据的利用率。
光通信 室内定位 信号强度 支持向量机回归 指纹定位算法 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 160601
方帅 1,**王金明 1,*曹风云 2,3
作者单位
摘要
1 合肥工业大学计算机与信息学院人工智能与数据挖掘研究室, 安徽 合肥 230601
2 合肥工业大学工业安全与应急技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230601
3 合肥师范学院计算机学院, 安徽 合肥 230601
光谱解混可以有效提升高光谱图像的利用效率。非负矩阵分解(NMF)常用于寻找非负数据的线性表示,可以有效解决混合像元问题。基于丰度的稀疏性和图像局部不变性提出一种高光谱解混算法。对丰度采取稀疏性约束和基于拉普拉斯矩阵的图正则项约束,构造了一个新的目标函数,端元和丰度在经过若干次迭代后取得了较好的解混合结果。该算法在模拟和真实数据上都进行了有效性验证,实验结果证明所提算法具有良好的解混性能。
图像处理 光谱解混合 非负矩阵分解 端元 丰度 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161001
作者单位
摘要
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
为了提高城区机载激光雷达点云数据分类算法的自动化程度和分类精度,提出一种基于渐进加密三角网和双层支持向量机的点云分类算法。采用渐进加密三角网滤波提取地面点,在地面点的基础上对地物点进行归一化处理。对点云特征有效性进行评估,选取特征向量并用最邻近支持向量机(NN-SVM)对地物点进行分类,实现对城区点云数据的多元分类。利用城区点云数据验证该算法,通过分析分类精度对分类效果进行评价。结果表明,该算法有效提高了点云数据分类精度,实现了对城区点云数据的有效分类。
遥感 激光雷达 城区点云数据 分类算法 渐进加密三角网滤波 双层支持向量机 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161002
作者单位
摘要
南京林业大学轻工与食品学院, 江苏 南京 210037
针对相位调制潜像防伪技术中存在嵌入的潜像隐蔽性不佳,影响图像显示效果的问题,提出了对潜像局部网点进行调整的方案,以获得更优的潜像隐蔽质量。运用韦伯定律分析潜像区与对应母版区的网点排列特征,发现潜像内部区域对潜像隐蔽性无影响,而潜像轮廓区域对其整体隐蔽性影响较大。在研究潜像轮廓区网点位置分布特性的基础上,推导出能够提高潜像隐蔽性的边界网点调整算法,确定网点的位移量、补偿位置及面积调整系数,并进行实验验证。结果表明,该优化方法在保证潜像提取显著性的前提下,隐藏性能明显高于传统相位调制法。本研究为相位调制潜像防伪技术提供了新的优化方案。
图像处理 相位调制 边界网点 隐蔽性 提取性 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161003
作者单位
摘要
1 中北大学大数据学院, 山西 太原 030051
2 酒泉卫星发射中心, 甘肃 酒泉 735000
针对多模态图像融合中多尺度几何工具和融合规则设计困难的问题,提出一种基于生成对抗网络(GANs)的图像融合方法,实现了多模态图像端到端的自适应融合。将多模态源图像同步输入基于残差的卷积神经网络(生成网络),通过网络的自适应学习生成融合图像;将融合图像和标签图像分别送入判别网络,通过判别器的特征表示和分类识别逐渐优化生成器,在生成器和判别器的动态平衡中得到最终融合图像。与具有代表性的融合方法相比,实验结果表明,本文方法的融合结果更干净,没有伪影,提供了更好的视觉质量。
图像处理 图像融合 多模态图像 深度学习 生成对抗网络 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161004
王军凯 1吕晓琪 1,2,*张明 1李菁 1[ ... ]刘根旺 3
作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古自治区模式识别与智能图像处理重点实验室, 内蒙古 包头 014010
2 内蒙古工业大学, 内蒙古 呼和浩特 010051
3 自然资源部第一海洋研究所, 山东 青岛 266061
基于Sentinel-1遥感数据,采用有效的预处理方法,得到较为准确的数据集,并提出一种基于三角剖分的特征跟踪与模式匹配结合算法,通过建立三角形网络并有效结合两者的优势,既提高了算法效率,又使海冰漂移矢量具有更均匀的空间分布。同时,研究了HH极化及其数据强噪声区域下该算法的适用性。不同极化数据的实验结果显示,本文算法所得海冰漂移矢量不仅有更高的覆盖率,而且均方根误差降低了约10%,提高了检测精度。面对噪声稳健性的增强,即使在条带噪声的干扰下,检测准确率仍可高达98%,可见该算法对两种极化方式具有普适性,从而证明该方法能够有效地应用于海冰漂移监测。
图像处理 海冰漂移 合成孔径雷达 三角剖分 特征跟踪 模式匹配 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161005
作者单位
摘要
1 攀枝花学院数学与计算机学院, 四川 攀枝花 617000
2 电子科技大学信息与通信工程学院, 四川 成都 610054
为解决加权核范数最小化(WNNM)图像去噪无法较好地表达复杂和不规则的图像结构,易产生过平滑现象的问题,将相对全变差(RTV)融入加权核范数最小化,对WNNM低秩表示模型施加RTV范数约束,提出一种RTV-WNNM图像去噪模型,采取交替方向乘子(ADMM)算法迭代求解对应模型,获得清晰图像。将提出的新方法与多种基于低秩矩阵近似的去噪算法进行比较,所提算法在保持图像边缘和加强区域平滑性方面有较好的性能,特别是在高密度图像噪声影响下,算法性能也能得到大幅提升。实验结果表明,加入RTV范数的低秩去噪模型具有良好的恢复图像结构能力,能较好地提高去噪性能。
图像处理 加权核范数最小化 图像去噪 低秩矩阵近似 相对全变差范数 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161006
作者单位
摘要
华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
在条纹投影三维重构系统中,需要对得到的初始相位进行解包裹才能得到真实的三维图像。路径相关算法是一类十分重要的相位解包裹算法,可以精确无误地还原物体表面的形状和结构,但现有的路径相关算法受相位图噪声的限制,容易在图像质量差或者梯度大处出现奇点,无法找到相应的还原路径。为此,提出一种能够解出精确相位,并且可以忽略噪声点和补偿断层的新型算法。通过理论分析给出实物图和包裹相位图,然后应用本方法还原出物体的真实相位信息,最后用相位再包裹法作为算法精确度的评估标准,验证本方法的可行性和优越性。
图像处理 相位解包裹算法 结构光法 条纹投影 路径相关 Matlab 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161007
作者单位
摘要
郑州大学物理工程学院, 河南 郑州 450001
为保证反应堆的安全运行,需要采用多种检测技术确保燃料芯块质量。针对燃料芯块表面裂纹检测中因图像对比度低、背景复杂而导致的裂纹误检率高的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和Beamlet算法相结合的表面裂纹检测算法。对图像进行等尺度分割作为裂纹识别模型(CrackCNN)的训练和测试样本;采用训练完成的CrackCNN对图像中含裂纹的区域进行识别和定位;采用Beamlet算法针对含裂纹区域进行裂纹检测。该算法将CNN和Beamlet相结合,充分发挥两者的优势,有效降低了裂纹误检概率,提高了检测精度。实验结果表明,相对于单独采用Beamlet算法,本文算法的F-measure提升了6.4%;相对于双重阈值和张量投票算法,本文算法的F-measure提升了3.4%。
图像处理 裂纹检测 卷积神经网络 核燃料芯块 Beamlet算法 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161008
杨斌 1,2,*王翔 1,2
作者单位
摘要
1 南华大学电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
2 南华大学超快微纳技术与激光先进制造湖南省重点实验室, 湖南 衡阳 421001
将理想高分辨率多光谱图像与遥感融合结果之间的残差视为广义噪声,提出了基于深度残差去噪网络(DnCNN)的遥感融合图像质量提升算法。通过DnCNN学习固定融合算法中细节丢失或光谱扭曲的规律,将输入的遥感图像融合结果映射得到残差图像,再用残差图像补充和修复遥感融合结果。在Quickbird卫星遥感图像数据上,利用本文算法对不同方法的融合结果进行增强处理测试,实验结果表明所有算法结果经过DnCNN的后置增强之后,融合质量都大为改善,其中基于支持值变换(SVT)的方法与DnCNN结合的算法性能最好,其性能优于现有最新的遥感图像融合方法。
图像处理 图像增强 图像融合 残差学习 卷积神经网络 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161009
作者单位
摘要
河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300401
针对当前图像显著性检测算法存在的检测不准确和边缘不清晰问题,提出基于改进的贝叶斯公式融合算法。采用compactness先验得到初级显著图,并以初级显著图作为训练样本,采用多核学习方式得到次级显著图,而后基于贝叶斯公式以一定的比例融合初级和次级显著图,最终获得精确的显著性检测图。实验结果表明,算法在2个公开数据集上进行检测时,所得结果能够有效地突出目标物体,去除边缘模糊的现象,且实验结果在3个数据指标(精确度、召回率和F-measure值)方面均优于其他8种算法,算法运行速度较快,实验结果也更为精确。
图像处理 贝叶斯公式融合 显著性检测 compactness先验 初级显著图 多核学习 次级显著图 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161010
作者单位
摘要
安徽工程大学电气工程学院, 安徽 芜湖 241000
针对曲率驱动扩散(CDD)修复算法迭代次数多、花费时间长及无法修复边界破损图像等问题,提出了一种基于腐蚀处理和多参数因子的CDD修复算法。对待修复图像的掩模进行腐蚀处理,从而避免因掩模过大造成的时间消耗。在曲率计算中引入自然对数指数因子,并在梯度模值计算中引入线性指数因子。通过调节不同指数因子中的参数值,避免了不合理的梯度模值、曲率值对扩散速度的影响。在曲率和梯度模值的计算中引入随迭代次数变化的自适应正提升参数,使受损区域能够被较好地修复。最后,根据边界破损的图像边界所处的位置加入相应的边界处理条件,解决了边界破损点无法得到修复的问题。仿真实验表明,改进后的CDD修复算法不但提高了图像修复速度,而且能够很好地修复边界有破损的图像。
图像处理 曲率驱动扩散修复算法 腐蚀运算 指数因子 自适应正提升参数 边界处理条件 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161011
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 无锡职业技术学院, 江苏 无锡 214122
在传统的火焰检测算法中,火焰前景提取容易出现火焰轮廓不完整和抗干扰性较差的情况。为此,融合红/绿/蓝(RGB)、色调/饱和度/亮度(HSI)和最大类间方差法(Otsu)提出一种新的火焰前景提取算法,利用双颜色空间融合的算法能够提取较完整的火焰轮廓,使火焰轮廓所受干扰影响程度尽量小。获得前景图像后用灰度共生矩阵提取纹理特征,在YCbCr颜色空间中提取颜色特征,用于最终的火焰判断。同时提出一种改进的概率神经网络(PNN),将传统PNN中单一固定值的平滑因子改进为多变量参数,用条件期望最大化(ECM)算法对PNN中平滑因子进行参数优化,再将提取的特征输入改进后的PNN中训练测试。仿真结果表明,该算法具有良好的抗干扰能力,能够提高对火焰识别的精度。
图像处理 火焰检测 前景提取 最大类间方差法 概率神经网络 条件期望最大化 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161012
孙云雷 1,2,3,4,5,*吴清潇 1,2,4,5,**
作者单位
摘要
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院机器人与智能制造创新研究院, 辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
5 辽宁省图像理解和计算机视觉重点实验室, 辽宁 沈阳110016
针对ORB-SLAM2 (Oriented FAST Rotated BRIEF SLAM2)系统中相机位姿求解精度不高,只能生成稀疏地图的问题,提出了一种在ORB-SLAM2系统框架上将稠密的直接法和原系统采用的稀疏特征法结合在一起求解相机位姿,并生成稠密地图的方法。该方法改进之处包括:在原系统使用的第三方图优化库g2o(General Graph Optimization)中创建一条新的稠密约束一元边,将稠密直接法的光度误差约束加入到图优化库g2o中;跟踪相机时先通过稠密直接法计算相邻两帧图像之间相机的旋转变换,再利用改进后的图优化库g2o同时最小化特征法的重投影误差和直接法的光度误差,优化求解6 DOF(Degree of Freedom)相机位姿;在ORB-SLAM2系统框架上添加稠密重建线程,将周围场景的重建结果实时反馈给用户。在TUM RGB-D和ICL-NUIM数据集上的测试结果表明,本文方法在一定程度上提高了ORB-SLAM2系统中相机位姿的求解精度,不仅可生成稀疏地图,还可重建更高精度的稠密地图。
图像处理 即时定位与地图构建 图优化 重投影误差 光度误差 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161013
吴轲 **杨玲 *
作者单位
摘要
成都信息工程大学电子工程学院, 四川 成都 610200
通过三相位水平集方法将心脏不同回声强度的区域分割成独立的部分;采用二值图像处理方法提取出心室壁区域,并去除噪声,连通心肌壁区域;最后通过曲线拟合方法对左心室内轮廓进行拟合,分割成光滑闭合的分割曲线。将算法分割结果与医生手动分割结果进行比对后可知,三相位水平集方法能够定性地对左心室进行分割。分别采用基于相对差异度(RDD)、相对重叠度(ROD)和Dice系数对三相位水平集方法的结果进行评估,其中RDD值为0.051,ROD,Dice参数值均接近0.900,说明这三个参数能够定量分析左心室的分割结果。分析表明,算法对心脏心室壁区域有较好分割效果的同时,对心脏腔内噪声不敏感,多种曲线拟合方法对左心室内轮廓拟合效果较好。
图像识别 左心室分割 多相位水平集 二值图像处理 曲线拟合 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161014
作者单位
摘要
大连海事大学信息科学与技术学院, 辽宁 大连 116026
针对水下成像环境中的后向散射问题,开展了推扫式计算鬼成像方法的研究。介绍推扫式计算鬼成像模式,利用行间相关性研究了多行联合压缩感知模型,基于迭代收缩阈值算法提出了模型的求解方法。搭建了水下计算鬼成像实验装置,并在两种不同浑浊度情况下通过实验对比了推扫式计算鬼成像和传统面阵式计算鬼成像的效果,实验结果表明,推扫式计算鬼成像能够有效地降低后向散射的影响。
成像系统 水下成像 鬼成像 推扫成像 压缩感知 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161101
作者单位
摘要
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 中国科学院半导体研究所全固态光源实验室, 北京 100083
为了研究不同切割方向Cr 4+∶YAG晶体的各向异性对激光器输出偏振特性的影响,采用1064 nm线偏振脉冲光作为测试光源,从输入光强功率密度、晶体初始透过率和晶体切割方向3个方面,对Cr 4+∶YAG晶体的各向异性进行实验研究。结果表明:在一定功率密度范围内,功率密度越高,Cr 4+∶YAG的各向异性越明显;Cr 4+:YAG的初始透过率越低,各向异性越明显;相同功率密度下,[110]切割方向的Cr 4+∶YAG在某一方向上的可饱和透过率大于[100]切割方向的Cr 4+∶YAG的透过率。分别选取[110]和[100]切割方向的Cr 4+∶YAG作为调Q晶体,搭建808 nm LD抽运Nd∶YAG/Cr 4+∶YAG被动调Q固体激光器,得到[110]切割方向Cr 4+∶YAG的输出激光消光比大于[100]切割方向Cr 4+∶YAG的输出激光消光比。
激光器 被动调Q Cr 4+∶YAG; 各向异性 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161401
作者单位
摘要
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 河海大学理学院, 江苏 南京 210098
为了探究金属失效与金属靶材厚度的关系,使用纳秒激光诱导冲击波,获得高压冲击压强。建立了该激光诱导的冲击波加载下TC4钛合金靶材的力学仿真模型,根据计算结果预测TC4靶材损伤情况。根据仿真模型,进行对应的激光加载实验,分析实验结果,并与模拟的结果作对比。当靶材厚度为0.05 mm,纳秒激光脉宽为10 ns,单脉冲能量为7 J,频率为1 Hz,光斑直径为5 mm时,仿真结果预判靶材发生损伤,实验结果和模拟结果一致。
激光光学 纳秒激光 有限元分析 失效分析 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161403
作者单位
摘要
火箭军工程大学作战保障学院, 陕西 西安 710025
导弹末制导飞行过程中,基于传统方法检测红外目标时准确率和实时性不足。针对这一问题,提出一种基于改进YOLO v3的红外末制导目标检测方法。从红外末制导背景出发,优化损失权重,提高了网络定位和分类能力。充分利用Adam算法自适应和动量法稳定的特点,运用“预训练”的思想,提出一种联合训练的方法,大幅提高模型检测精度。实验表明,改进算法在设计的红外目标数据集上进行训练和测试,检测效果理想,平均准确率达到77.89%,检测速度达到25 frame/s,虚警率和漏检率都得到有效降低。
机器视觉 红外图像 末制导 目标检测 YOLO v3 联合训练 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161502
作者单位
摘要
1 河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300401
2 广东工业大学信息工程学院, 广东 广州 510006
针对传统网络结构不能充分利用数据中时空信息的问题,提出了一种时空金字塔池化模型,并将该模型与非局部特征计算操作相结合,设计了一种基于时空信息密集计算与融合的三维密集连接卷积神经网络,从而可以更有效地提取视频的时空特征。将该算法应用于课堂场景下教师行为的分析,实验结果表明,所设计的网络结构在教师行为数据集上达到了较高的识别准确率。
机器视觉 卷积神经网络 时空金字塔池化 非局部计算 时空特征 行为分析 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161503
作者单位
摘要
西安工程大学电子信息学院, 陕西 西安 710048
为了解决纱线条干及毛羽的检测问题,设计了一种基于机器视觉的纱线质量检测系统。该系统主要包括硬件设计和软件检测算法。硬件主要包括图像采集单元、纱线牵引装置和系统控制装置。在软件系统中,利用机器视觉及图像处理方法,分别对纱线条干和纱线毛羽进行检测。利用双边滤波及Otsu阈值实现纱线条干的检测,利用EM算法及密度聚类实现纱线毛羽的检测。将检测结果以及处理后的纱线图像显示在搭建的人工交互界面上,实时显示纱线条干及毛羽的评价。实验结果表明,该系统的实时性及稳定性好,准确率高,具有一定的学术研究价值及应用推广价值。
机器视觉 纱线毛羽 纱线条干 纱线检测 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161504
董秋杰 1,2何雪东 1,2,***葛海燕 3,**周盛宗 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
2 中北大学大数据学院, 山西 太原 030051
3 山东理工大学电气与电子工程学院, 山东 淄博 255049
在互补学习实时跟踪算法(Staple)中,方向梯度直方图(HOG)特征与颜色直方图采用的融合系数均为固定值0.3,在不同特征下相融时易造成目标丢失的问题。基于此,提出一种基于目标概率模型的自适应融合互补学习实时跟踪算法(amStaple),该算法使用分段函数得出自适应融合系数。分别在OTB-2013与OTB-100基准视频集上对所提算法进行实验测试,最终的实验结果显示,本文算法极大地提升了跟踪器性能,与Staple相比,在两个基准数据集上其精度分别高出6.52%与3.32%,成功率分别高出4.89%与3.11%。本文算法较为简单,且在与同时期优秀算法的定性与定量比较中表现较优。为解决本文提出的算法在基准视频部分属性上表现欠佳的问题,在本文算法的基础上增加判定条件,提出了amStaple1算法。
机器视觉 视觉跟踪 概率模型 融合系数 分段函数 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161505
作者单位
摘要
福建师范大学光电与信息工程学院, 福建省光电传感应用技术工程研究中心, 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
基于血管弹性成像原理,利用光声成像技术测量不同压力作用下血管内径的变化情况,通过建立光声信号的时域特征模型,计算用于分析血压-管径特征关系的信息,再结合希尔伯特变换等数字信号处理方法进行分析,由此获得了组织中弹性力学性质的空间分布情况。实验结果表明:压力、血管管径与光声信号峰峰值的时间间隔呈单调递增的关系,该技术可用于快速、实时地检测血管直径的变化,为光声成像技术实现非侵入式动态血压测量提供了理论依据。
医用光学 光声信号 弹性成像技术 血管管径 压力 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 161701
作者单位
摘要
昆明理工大学机电工程学院, 云南 昆明 650500
基于卷积神经网络算法对行人进行多特征提取,并使用拼接后的多特征对行人进行特征表征。使用全局池化和多个卷积构建多分支结构,利用多分支结构来弥补丢失的信息。为了减小过拟合,采用自行设计的瓶颈层代替模型中的分类层。实验时,分别在Market1501、CUHK03、DukeMTMC-Reid数据集上对本文所提算法进行验证。在Market1501数据集上,本文所提算法预测正确的概率(Rank1)为95.2%,平均预测均值(mAP)为86.0%。实验结果表明,本文所提算法提取的行人特征具有较强的辨别力,识别准确率明显高于其他先进的算法。
光计算 卷积神经网络 行人重识别 多特征 特征拼接 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162001
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院微流控光学技术研究中心, 江苏 南京 210023
为实现三维空间光束指向控制,提出了一种基于介电润湿效应的液体棱镜阵列系统。根据几何光学和介电润湿理论,推导并分析了光束转向角与液体棱镜单元的最大偏转角、介电润湿接触角、棱镜单元间距及液体折射率等因素之间的关系;通过COMSOL构建介电润湿液体棱镜阵列模型,仿真了电压控制下液体棱镜单元内双液体界面面型的变化过程,模拟再现了该液体棱镜阵列对光束指向的控制特性。结果表明,基于介电润湿技术的液体光学棱镜阵列在一定范围内可实现对光束指向的连续控制。通过选取特定的液体组合,饱和接触角降低到45°,棱镜单元的光束转向范围可提高到28°(-14°~14°)。当光轴间距r为6 mm时,液体棱镜阵列系统可以实现在28°圆锥区域内的连续控制,且圆锥顶点位于Z轴22.58 mm位置处。
光学设计 介电润湿效应 液体棱镜阵列 偏转角 圆锥 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162201
作者单位
摘要
武汉理工大学资源与环境工程学院, 湖北 武汉 430070
针对目前散乱点云特征提取算法存在计算量大且不能规则化提取的问题,提出一种融合改进Canny算法的点云特征规则化提取算法。根据散乱点云的距离分辨率进行重采样,将点云进行规则栅格化;通过优化替代法对网格矩阵进行灰度值赋值,散乱点云被投影成二维影像;利用改进Canny算法从二维影像中进行特征规则化提取。对比实验结果表明:该方法噪声少、可操作性强,可以高效地对直线边界或复杂的曲线边界进行特征规则化提取。对点云与图像的配准以及后期三维重建等有重大作用。
遥感 三维激光扫描 栅格化 Canny算法 特征规则化 二维影像 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162801
作者单位
摘要
长沙理工大学交通运输工程学院测绘工程系, 湖南 长沙 410004
形态学滤波算法的提出,在很大程度上提高了雷达点云的滤波效果。准确高效地分离地面点和地物点,是滤波算法的关键,其中滤波阈值的确定更是学者研究的重点。等值线是空间分析中重要的研究内容。基于渐进形态学滤波算法,利用等值线生成法快速实现了对滤波算法关键阈值的获取。相较于传统人工确定阈值的方式,等值线确定阈值的方法比较直观,可以快速确定合适的阈值。为了检验等值线-形态学滤波算法的效率和精度,将其与渐进型三角网滤波算法进行对比,并通过实验证实本文算法的优势。
遥感 激光雷达 点云滤波 形态学 等值线 阈值 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162802
作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古自治区模式识别与智能图像处理重点实验室, 内蒙古 包头 014010
2 内蒙古工业大学信息工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010051
针对传统舰船检测算法难以适应复杂多变的海洋杂波环境,无法实现智能舰船检测的问题,提出了一种改进的基于区域全卷积网络(R-FCN)的检测方法。针对合成孔径雷达(SAR)图像的特点,对R-FCN中的特征提取网络ResNet进行混合尺度卷积核处理,使特征提取网络能够抑制相干斑噪声的影响,有效提取舰船特征。选取高分辨率GF-3与低分辨Sentinel-1卫星SAR图像进行测试,均取得了良好的检测效果,证明了本文算法的有效性。
遥感 舰船检测 区域全卷积网络 ResNet 合成孔径雷达图像 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162803
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
3 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室 国家卫星气象中心, 北京 100081
RGB彩色图像中云没有明显的颜色分布与纹理模式,导致云检测易产生误检且细节丢失严重。针对这一问题,提出一种改进的M型卷积网络(RM-Net)模型,实现端到端的像素级语义分割。对原始数据集进行增强,并标注对应的像素级标签。利用空洞空间金字塔池化,在不丢失信息的前提下提取图像多尺度特征,并结合残差单元使网络不易出现退化。利用编码器模块与左路径提取图像全局上下文信息,利用解码器模块与右路径恢复图像空间分辨率,根据融合后的特征判别每个像元的类别概率,将其输入分类器进行像素级的云和非云分割。对Landsat8和高分一号WFV RGB彩色图像进行训练和测试,实验结果表明本文方法在不同条件下能很好地检测云边缘细节,并取得较高精度的云阴影检测,由此证明本文方法具有较好的泛化性与稳健性。
图像处理 云检测 遥感图像 M型卷积网络 空洞空间金字塔池化 残差单元 云阴影检测 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162804
王旭 1,**秦祖军 1,2,*熊显名 1,3张文涛 1,3
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林, 541004
2 广西自动检测技术与仪器重点实验室, 广西 桂林, 541004
3 广西高校光电信息处理重点实验室, 广西 桂林, 541004
基于波动光学理论和单模光纤受激布里渊散射(SBS)的数学模型,推导了少模阶跃折射率光纤中SBS时空演化耦合振幅方程。依据光波模式和声波模式模场空间分布,计算出不同模式对的声光耦合系数,进一步得到不同光波模式对组合的布里渊幅度增益谱和相移谱。结果表明:参与SBS过程的声波主要为低阶声波模式;对于LP01模和LP11模,两者更倾向于模内的SBS过程,且模内耦合产生的幅度增益以及相移更大;布里渊频移随着光波模式阶数的增加而减小。
散射 受激布里渊散射 少模光纤 布里渊增益谱 布里渊相移谱 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 162901
作者单位
摘要
1 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室,吉林 长春 130012
2 阿南工业高等专门学校, 日本 阿南 7740017
基于纳秒激光双光束干涉烧蚀技术,辅助利用湿法腐蚀技术,并结合时域有限差分法,从实验和理论上分析研究了硅表面不同周期微纳结构的制备和形成机制。结果表明:波长为355 nm的纳秒激光,可在硅表面干涉烧蚀出600 nm以上周期的微纳结构;结构深度随功率或曝光时间的增加而加深,最大深度可达到激光的趋肤深度约50 nm;结构周期在曝光时间大于5 s时发生劈裂减半,最小可以得到300 nm的周期;通过时域有限差分(FDTD)的理论模拟发现,已形成结构对干涉光场的调制是结构劈裂的最主要原因。这些研究将在表面周期性微纳结构的制备、无掩模快速加工设备的研制、以及激光与物质的相互作用等方面有很大的应用前景。
超快光学 干涉烧蚀 纳秒激光 周期性微纳结构 周期劈裂 
激光与光电子学进展
2019, 56(16): 163201