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摘要
针对受肺肩区域和胸膈角以及肋骨影响胸部肺野难以准确分割的问题,提出了一种改进的u-net网络的肺野分割算法。首先使用inception模块代替u-net编码块中的卷积层,增加网络宽度的同时能够捕获更多图像特征;其次,在编码块与解码块中引入残差网络,提升网络深度且保证网络稳定;然后,在编码与解码之间使用跳跃连接来增强特征的传递和利用,解决编码部分连续下采样对胸部肺野特征丢失的问题,最后在编码与解码部分结合通道和空间注意力机制来对图像特征进行重标定,从而有效提高分割精度。在公开的 Montgomery County (MC)数据集上实验表明,本文所提算法的准确性、召回率、特异性、Miou(均交并比)分别为98.90%、97.81%、99.28%、97.17%。与其他分割算法对比,改进u-net算法能够对肺野精准分割,具有更高分割性能。
激光与光电子学进展
2022年第59卷第02期 pp.0210010
周宪佟  黄晓燕  侯大森  
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摘要
管道作为石油天然气工业最主要的运输方式之一,管道安全则至关重要。为了实现对弯管道内部缺陷的检测,本文采用激光超声可视化技术,对弯管道内部缺陷进行了检测实验,实验结果表明激光超声可视化技术可以通过缺陷回波动态传播过程直观地检测出弯管道内部缺陷,并根据缺陷回波传播规律分析出缺陷位置,最大误差为4%。实验表明激光超声可视化技术能够有效检测弯管道内部缺陷。
激光与光电子学进展
2021年第58卷第17期 pp.1707001
王欣  樊彦国  
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摘要
针对高光谱图像维度高、训练样本少以及模型训练所带来的过拟合、参数过多的问题,提出一种改进的DenseNet联合空谱注意力机制(M3DDSSNet)的方法。首先对高光谱图像进行主成分分析,然后将中心像素的空间邻域输入改进的网络模型中。该模型对三维密集连接网络(3D_DenseNet)进行改进,将模型中的三维卷积块分解成空间维和光谱维的采样卷积,并在空间维度上引入空间注意力机制,在光谱维度上引入通道注意力机制,以减少模型训练参数,提取更加具有判别力的空谱联合特征。M3DDSSNet网络模型在Indian Pines、Pavia University和KSC两个数据集上分别取得了99.43%,99.74%,98.98%的总体分类精度。结果表明,该模型与2D_CNN、3D_CNN、M3RCNN、3D_DenseNet模型相比,收敛速度较快,可以提取更加深层的、判别性的特征,具有较高的分类性能。
激光与光电子学进展
2022年第59卷第02期 pp.0210014
摘要
针对直线顶管掘进机在掘进导向中所面临的响应速度慢、成本高的两大问题,本文提出了一种基于双相机靶标的实时位姿测量方法。利用背向安装的两个工业相机及两块感光成像屏组成测量标靶,辅以一道已知空间方位信息的指示激光,同时测量靶标对光斑图像进行分析处理,并通过标定网格检索和欧拉角解算流程,即可完成掘进机相对于计划线在工程坐标系下水平/垂直偏差的测量,进而实现导向。实验表明,本文双相机标靶的方位角重复性测量精度优于0.03°(1Σ)、绝对测量误差小于0.05°、水平/垂直偏差测量误差小于3mm,完全满足直线顶管掘进机实时精确导向需求。
激光与光电子学进展
2022年第59卷第04期 pp.0433001
尤轩昂  赵鹏  慕晓冬  白坤  练赛  
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摘要
针对当前分割方法不能兼顾可见光与近红外光谱的异质噪声虹膜图像的分割精度与效率问题,提出一种基于注意力机制与密集多尺度特征融合的编解码网络。首先,引入基于深度可分离卷积的改进残差瓶颈单元,降低参数量与计算量的同时减少信息丢失与梯度混淆;其次,改进密集空洞空间金字塔模块的空洞率组合并放置于编码器后以增强多尺度特征融合;最后,设计了一种高效并行空间-通道注意力模块并添加至每个下采样层与解码器之后,提升对噪声目标与虹膜像素的分辨能力。在3个公开虹膜数据集上的实验表明,其平均F1分数与mIoU均优于已有算法;空间占用、参数量、计算量分别比基准网络减少41%、41.77%、65.35%;有效改善了网络对多个光谱噪声虹膜的分割性能且更易部署于移动端设备,能够更加高效、精确地分辨噪声与虹膜目标。
激光与光电子学进展
2022年第59卷第04期 pp.0410006
徐林林  田悦  焦安欣  陈明  陈峰  
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摘要
近年来,激光调控优化贵金属纳米复合构型作为一种基于光子与物质相互作用激发机制的新颖策略,既可以有效构建出表面洁净无污染的多功能化纳米材料,又能获得常规合成方式难以实现的亚稳相复合构型,因此在众多前沿应用领域具有显著优势。在简单的液相环境中,该策略主要通过聚焦高功率脉冲激光束烧蚀靶材产生高温高压的金属等离子体,后续在热力学非平衡状态下瞬间冷却并成核结晶,从而构建出多种新颖纳米复合构型。此外,充分利用短波长激光束的高光子能量,该策略还可以激发基底材料产生“热电子”,进而作为独特的还原剂实现周围溶液中金属离子的还原,最终在前驱体上负载生长出多形态的金属纳米构型。通过调控激光液相辐照参数,可以有效调控优化贵金属纳米复合构型表面原子的微观形态,使其具备优异的光激发性能,进而被广泛应用于表面增强拉曼散射、光催化、近红外强吸收等应用领域。本论文从激光诱导调控优化金属基纳米复合材料出发,归纳和总结了激光液相诱导策略的可控合成机理,并对激光调控优化贵金属复合构型的潜在应用及未来发展趋势进行了展望。
激光与光电子学进展
2021年第58卷第07期 pp.0700001
冯超  蒋毅  赵晓梦  
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摘要
针对金属球面高反光及高曲率对表面微缺陷检测的不利影响,提出一种基于空间全角度光源和图像融合的检测方法,通过空间全角度光源系统提供不同照明方案扫描球面获得图像信息,利用图像融合对有效检测区域内微缺陷与背景的差异性进行累积,放大微缺陷与背景差异,提升微缺陷检测能力。实验结果表明,基于本方法的检测装置对直径20mm精度G16的轴承钢球表面不同位置微缺陷的检测效果显著,解决了金属球面高反光引起检测盲区问题,并对轴承钢球表面各种微缺陷具有良好的检测能力。
激光与光电子学进展
2022年第59卷第02期 pp.0212002
摘要
根据现场遗留鞋印推断出作案人所穿鞋型,再到周围监控视频中搜索嫌疑鞋型已成为公安机关侦破案件的重要技战法。该技战法完全依赖人工筛查,受主观影响大,易造成漏检等问题。针对这一问题,本文提出一种基于注意力机制的鞋型识别算法,实现对监控视频中的行人所穿鞋型的自动识别。首先贴近公安刑侦实战建立样本容量为300的多背景监控鞋型数据集,进而提出一种注意力机制模型,用于增强ResNet50网络对鞋子重要特征的提取能力。实验比对了选取不同特征层的输出作为鞋子特征及不同卷积特征聚合方法对识别精度的影响。为增强模型的泛化能力,在损失函数中加入Label Smoothing。为评估算法性能,在构建的多背景数据集上对算法进行了测试,实验结果表明,本文提出的方法最终Rank-1、mAP精度分别达到74.32%和56.97%。
激光与光电子学进展
2022年第59卷第02期 pp.0215004
摘要
理论研究电磁诱导透明系统中的五阶非线性效应。研究表明,量子相干效应极大增强了电磁诱导透明系统的非线性效应,相长性量子相干和相消性量子相干在不同的非线性效应中得到体现;研究发现,可以得到两种类型的五阶交叉非线性效应,一种是由相长性相干导致的非线性吸收增强,另一种是由相消性相干导致的非线性增益增强,后者交叉非线性效应可以导致六波混频。
激光与光电子学进展
2021年第58卷第17期 pp.1702001
余九州  胡劲华  任丹萍  刘秀红  [ ... ]包益宁  赵继军  
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摘要
基于导模共振光栅的集成光学滤波器在光纤通信中具有潜在的应用前景。然而,单个导模共振光栅的输出光谱一般呈现洛伦兹型响应,阻碍了该类结构在波分复用系统中的应用。本文提出一种级联双层导模共振光栅结构,建立了器件物理模型,其物理机理是将导模共振效应和法布里—珀罗谐振效应相结合。然后,利用物理模型分析和设计了滤波器结构。研究发现该滤波器的中心波长为1550nm,3dB带宽可以增加至20nm。
激光与光电子学进展
2021年第58卷第11期 pp.1105001
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