黄矿裕   唐昀超   邹湘军   陈明猷   方雅媚   雷子毅  

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针对三维点云在泊松曲面重构过程中，由于法线方向不一致而导致重构结果出现偏差的问题，本文提出了一种基于改进法线方向的泊松曲面重构算法。首先利用包围盒将原始点云分割为若干个立方体体素，并将每个有效体素标记为“位置已知”或“位置未知”。然后，采用KD（k-dimensional）树对每个有效体素内的点云重新排序，利用主成分分析法进行法线估计，将新的顺序作为法线传播方向，实现点云法线的局部定向。针对“位置已知”的体素，依据体素质心位置完成法线的全局定向；对于“位置未知”的体素，则依据相邻体素的法线实现法线的全局定向。最后，结合法线定向结果对点云进行泊松曲面重构。试验结果表明，该算法能将复杂曲面点云的法线定向至同一侧，法线估计误差接近于0，能较好地实现泊松曲面重构，提高重构曲面的准确度。

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陈冠楠   周群   韦超   王敏   陈建新  

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为研究生物组织和生物材料的力学性质底层的微观结构，针对描述三维纤维微观结构的方向检测的不足，提出一种基于facet模型的三维纤维方向检测方法。所提方法将三维纤维方向检测转换为二维平面检测，降低计算复杂度，通过facet模型实现精确检测不同直径纤维的方向。并分析得出模型窗口尺寸略大于纤维直径能达到最优结果。实验结果表明，本文方法可更为准确和快速地获取不同直径的三维纤维方向数据，优于现有的典型算法。

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吴子俊   卢景琦   黄剑   程德伟  

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利用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对油漆涂层中的重金属Pb进行了定量检测研究。在优化实验参数的前提下，利用多通道光谱仪采集了油漆涂层308～417 nm的等离子光谱，为了得到更精确的定量结果，对油漆涂层的Pb分别进行了单变量分析、多元线性回归分析以及CARS-PLS分析。结果表明，CARS-PLS分析模型的定量结果最准确，校正集的决定系数为0.991，预测集样品的预测相对误差分别为1.4%、1.5%。由此可见，CARS变量筛选方法能从光谱中有效筛选出与Pb相关的重要信息，再结合偏最小二乘法（PLS）能准确检测油漆涂层中Pb。

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吴晓萍   管业鹏  

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人脸姿态变化复杂且对人脸识别性能影响明显，本文提出了一种融合LCCDN (LSTM and CNN based Cascade Deep Network)级联深度网络与增量聚类的多姿态人脸识别方法。首先，采用LCCDN级联深度网络模型定位人脸关键点，其利用LSTM记忆功能寻找人脸各关键点在空间上的全局上下文依赖关系并对人脸关键点初始化，通过CNN网络模型，采用由粗到精策略，定位人脸关键点；其次，以人脸关键点作为人脸朝向描述子，同时为适应人脸姿态不断动态更新，采用基于熵诱导度量机制的增量聚类方法，对头部姿态进行动态增量聚类，构建人脸姿态池。在此基础上，通过建立不同姿态的人脸识别分类模型实现多姿态人脸识别，在CAS-PEAL-R1、CFP和Multi-PIE三个数据集上的人脸识别准确率分别达到96.75%，96.50%和97.82%。通过与同类人脸识别方法的客观定量对比，实验结果表明本文所提方法有效、可行。

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张倩   陈根祥   宋菲君   高云舒  

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波长选择开关（Wavelength Selective Switch-WSS）是目前及下一代可重构光分插复用器（ROADM）与动态全光网络的核心器件，近年来随着液晶空间光调制器技术的不断成熟，波长选择开关在向着高端口数与高光谱调制精细度的方向不断发展。本文利用光学设计软件ZEMAX模拟了整个波长选择开关系统，建立了傅立叶透镜组和双胶合柱面镜模型来改进光学结构，利用评价函数、点列图及光学传递函数等评价手段对设计的系统进行评价与优化，最后得到了最小光谱滤波带宽在8GHz范围内的波长选择开关系统。

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马永杰   马芸婷   陈佳辉  

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车辆识别方法计算量大，提取的特征复杂，且传统神经网络利用端层特征进行分类导致特征不全面，为此提出一种结合卷积神经网络（CNN）多层特征和支持向量机（SVM）的车辆识别方法。该方法在传统AlexNet模型基础上构建卷积神经网络模型，通过分析参数变化对测试正确率的影响得到最优车辆识别模型；提取多层车辆特征图，采用串行融合方法与主成分分析（PCA）降维技术将其构成一个具有多属性的车辆特征向量，以增强特征全面性、减少计算量；利用SVM分类器代替CNN的输出层实现车辆识别，以提高模型泛化能力与纠错能力。实验结果表明，相比传统CNN、Gabor、HOG、HOG-LBP方法，本文方法在分类精度和识别速度方面都有显著提高，且具有良好的鲁棒性。

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熊显名   石红强   曾星宇  

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针对抛光曲面工件表面缺陷检测的问题，提出了一种基于反射云纹图像的缺陷检测方法。该方法利用云纹光经抛光曲面反射产生的差异，通过检测云纹图像的变化进行缺陷的检测与定位。本文分析了抛光曲面的光照模型，使用SHEN-Castan算法抑制云纹边缘阶梯效应，通过Gabor变换与最大熵分割进行缺陷提取并剔除伪缺陷后实现缺陷的检测与定位。实验结果与统计表明，本文设计的方法能完成抛光曲面表面缺陷检测，对不同类型打磨抛光工件表面缺陷均有92%以上的检出率。利用本文的检测方法，可以自主设置系统的检测分辨率，对不同类型的缺陷具有较好的适应性，极大的提高的系统的可拓展性、普适性与实用性，较好的解决了高反射抛光曲面工件表面缺陷检测问题，具有较大的理论价值与经济价值。

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侯冰基   杨明辉   孙晓玮  

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在安防领域，毫米波人体成像与检测技术已经在公共场合逐步推广应用。现有的目标检测框架在毫米波图像上的检出率和准确率不够理想，检测速度也偏慢。采用反卷积与捷径连接，提出了一种针对于毫米波图像的高效及快速的卷积神经网络，保留了图像的更低阶的细粒度特征的同时，使得相比于原框架9fps的检测速度大幅提升至27fps。取消了Faster RCNN中的RCNN部分。为使网络更好收敛，基于聚类的思想设计初始候选框大小。使用在线困难样本挖掘优化Faster RCNN的损失函数，解决了毫米波图像中的正负样本失衡的问题，大幅提升了训练速度。此算法在测试集上取得了87.6%的准确率和81.2%的检出率，F1-score相较于主流的算法提升了5%左右。

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方雅媚   王红军   黄矿裕   周伟亮   刘磊   邹湘军  

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针对目标三维重构图像处理算法要求背景单一、对试验环境依赖性较大的弊端，本文提出了一种复杂背景下目标三维重构的图像预处理算法。首先通过对所采集的图像进行高斯滤波、伽马变换以及直方图均衡化处理，去除图像噪点，对复杂背景图像进行抑制，最大程度强化目标细节信息。然后融合Grab cut算法与Deeplab算法，解决Grab cut耗时而Deeplab边缘模糊的问题，有效地实现了目标与复杂背景的分离。搭建了针对小汽车模型的试验平台，共获取16组目标图像，并进行了该算法的验证。以两组目标为例，对比了本文算法与传统三维重构的图像预处理算法的效果，本文算法分割准确性为0.9986，灵敏度为0.9889，特异性为0.9991，均高于传统方法；传统算法点云噪点率为22.7%，本文算法降低为1.15%，且平均重构耗时为2.245s，是传统算法耗时的60.6%，证明了本文提出的图像预处理方法在复杂背景下的三维重构中具有更好的效果。

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张杰   邱琪  

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在相干光通信系统中，激光器相位噪声导致信号在复平面发生旋转，因此在接收端需要对信号进行载波相位估计和恢复。本文在利用M次方载波相位恢复算法进行相位估计时，简化了其中对相邻N个符号进行求和取平均以减轻加性高斯噪声影响这一步，将由残余频偏、相位噪声及加性高斯噪声总的引起的相位偏移量看作一个整体，直接估计出每个符号由残余频偏、相位噪声以及加性高斯噪声总的引起的相位偏移，之后再恢复出调制相位。仿真比较了该算法与传统M次方载波相位恢复算法的性能，用该算法进行相位恢复后信号的相位与原调制相位之间的误差只有10-16量级，而传统算法相位恢复后信号的相位与调制相位之间的误差可达0.3rad，本文中的算法能够更加准确的恢复出调制相位，具有更高的估计精度。本文还利用该算法在没有进行频偏补偿的条件下直接完成了相位恢复，传统算法只能对频偏补偿后的信号进行相位恢复。并且，由于减少了求和取平均这一步，使得算法的复杂度也得到了降低。

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李丹   金媛媛   童艳   白国君   杨明  

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针对目前医疗输液袋印刷过程中存在的漏印、错印等影响医疗品质的问题，提出一种基于支持向量机的输液袋智能检测与缺陷分类方法。通过对生产过程中常见的医疗输液袋缺陷特征的分析，选取品名偏移、品名旋转和品名污迹作为缺陷分类目标，将候选区与监测区位置关系、候选区与监测区旋转角度和填充度等3种特征作为支持向量机的输入向量训练分类器。实验中使用径向基核函数结合一对一分类法，以平均运算时间和识别准确率作为评价指标进行对比实验，实验结果表明本文提出的方法识别准确率可达96.7%，并且在小样本情况下，此算法表现优异。

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吕天爽   杨强   于小雨   乔丽君   张建忠   王涛   汪钦   徐红春   张明江  

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基于放大自发辐射(ASE)噪声扰动和半导体激光器互注入的方法，设计并研制了一款50 GHz宽带混沌信号发生器。该信号发生器主要包括两个分布式反馈半导体激光器(DFB-SL)和一个半导体光放大器(SOA)，利用SOA产生的ASE噪声扰动SL产生混沌激光，SL互注入的拍频效应进一步实现频谱整形和带宽增强。在反馈强度9.096%、频率失谐量32.75 GHz、耦合强度1.966的状态下，信号发生器可以产生频谱带宽超过50 GHz、平坦度为±2.5 dB、光谱线宽为0.56 nm的混沌激光。高带宽、高平坦度的宽带混沌信号发生器的研制，解决了混沌激光存在的频谱不平坦、带宽窄等问题，将进一步推动混沌激光的产业化应用。

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梁建国   陈茂霖   马红  

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点云配准是地面三维激光扫描数据处理的重要环节。本文面向地形起伏较小的场景提出了一种基于投影分布熵的地面激光点云自动配准方法，利用信息熵对点云投影分布的集中程度进行描述，并寻找点云间的最佳分布实现粗配准，以此作为ICP算法的初始值进行精配准。相对于基于特征的自动配准方法，该方法主要关注点云整体分布的一致性。三组地面激光点云数据的配准试验表明，该方法具有更好的稳定性和成功率，尤其在点云场景出现较大视角变化或包含较多重复、对称结构时具有良好的配准结果。

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张瑶   王可宁   陈海滨   陈青青   王伟  

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为了提高复合式光纤法珀传感器的相关解调分辨率，提出一种基于新型复合式光楔的非扫描相关解调系统。根据所解调复合式光纤法珀传感器各腔体光学厚度变化范围，沿线阵CCD像素点排布方向，设计并采用分段式不同倾角和厚度范围的空气间隙式光楔结构，实现多个法珀腔腔长的复合同步解调。针对基底腔和空气腔腔长分别为600μm和80μm的复合式光纤法珀传感器，设计了复合式光楔，仿真并分析了其解调性能。结果表明，采用基于复合式光楔的非扫描相关解调方案，可以实现光学厚度差异较大的多法珀腔构成的复合式光纤法珀传感器的同步高精度解调，腔长解调分辨率优于单光楔解调。

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任欢欢   景军锋   张缓缓   苏泽斌  

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针对印花织物颜色丰富，花纹多变，错花缺陷检测难的问题，提出了一种基于黄金图像减法（Golden Image Subtraction，GIS）与傅里叶变换位移定理（Fourier Transform Displacement Theorem，FTDT）曲线匹配算法相结合的方法实现印花织物错花缺陷检测。首先，对印花织物图像进行高斯滤波以消除噪声对缺陷检测结果的影响；其次，利用黄金图像减法对待检测图像进行匹配，分割出缺陷区域；最后，针对错花类型的疵点，运用傅里叶变换位移定理的曲线匹配算法计算出错花相对偏移量。实验表明，该算法不仅能准确分割出缺陷区域，对疵点细节信息保留较好，而且能够精确得到错花相对偏移量，对工业生产具有一定的指导意义。

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田会娟   郝甜甜   关涛   胡阳   蔡敏鹏   张辉  

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本文对不同光谱分布的发光二极管（LED：Light emitting diode）引起的不舒适眩光进行了研究。设计开发了R/G/B/W 4色LED光源模块，研究了该模块在3种不同背景亮度下的眩光效应，并在每种条件下进行7等级量表主观评价。实验结果表明：在3种不同背景亮度下R/G/B/W 4色LED光源产生不同程度的眩光影响。在同一背景亮度下，LED亮度越大，主观实验评分越高，即产生更多的不舒适眩光。同时研究发现，B-LED光源不舒适眩光最强，W-LED光源不舒适眩光最弱。并验证统一眩光指数UGR模型对该4色LED光源的适用性，结果表明B-LED光源UGR计算值与主观实验不舒适眩光评分的相关性最差，W-LED光源在背景亮度Lb=19.967cd/m2时其相关性最好R2=0.951。

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汤瑜   曹春芳   赵旭熠   杨锦   李金友   龚谦   王海龙  

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本文报道了InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器的激光光谱研究，并首次在该类激光器（Fabry-Perot腔激光器）中发现了单模工作特性，而且该单模工作特性可以在较大的工作电流范围内(36 ~ 68 mA)存在，在一定的电流(14 mA)范围内保持单模可调谐。在20℃，当器件注入电流为62 mA时，激光器单模工作情况下的最大边模抑制比（SMSR）为29.8 dB，在其他电流条件下该器件的边模抑制比也都大于20 dB。激光器在单模工作时，器件最大输出功率（单面）达到12.5 mW。对于具有相同结构和材料的FP腔激光器来说，在不同条宽或腔长的器件中都观察到上述单模工作特性。这一特性在一些单频激光的应用系统中具有较大的应用价值。

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李文   金旭   张志永   李新民   罗学科  

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摘 要:化学需氧量(COD)是水源地水质有机物污染的一项重要指标,是水质监测的必检参数之一。基于紫外分光光度法（UV法）的COD在线监测是全面实施污染源在线实时监测的重要手段。针对传统试剂法COD在线检测存在的问题,本文设计了基于双光源检测方法的COD在线检测传感器。从理论方面分析了浊度、光源温度和水样温度变化对测量值的影响并通过实验建立了紫外光源和红外光源浊度和吸光度的模型。实验表明浊度与红外光和紫外光的吸光度呈线性关系，其拟合优度分别为0.9895和0.9903；散射光电压信号与浊度同样存在线性关系，它的拟合优度为0.9998。实际水样对比实验表明自制COD传感器最大相对误差为6.18%，能够准确对水样COD浓度进行测量，满足水质在线监测设备的技术要求。

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王洪海   彭思敏   桂鑫   王昌佳   李政颖  

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本文提出了一种基于单模-拉锥多模-单模结构的光纤布拉格光栅 (FBG) 传感器，该传感器能有效提高应变的检测灵敏度。光栅区域位于拉锥多模光纤位置,多模光纤具有孔径大易耦合、写制光栅较容易、可承受应变较大等优点，基于多模拉锥光纤的光栅可使传感器获得更高的应变探测精度和灵敏度。实验通过控制对多模光纤的不同拉伸长度制作了多个不同锥度的传感器。先将一段长度为1.7 cm的多模光纤对芯熔接在两段单模光纤中间，然后对多模光纤段分别进行长度为0.8 cm、0.9 cm、1 cm的拉锥，在多模光纤锥区一侧写入长度为7 mm的FBG。通过分析反射谱中谐振波长的变化来监测温度、应变的改变。实验表明，该传感器的应变检测范围为0-960 μ?，应变灵敏度最高可达15.5 pm/μ?，而温度灵敏度为10.5 pm/°C，并且锥区半径越细应变灵敏度提升越明显。由于应变灵敏度相对传统FBG有大幅提高而温度传感特性保持不变，在没有温度补偿的情况下，由于温度引起的应变误差仅为0.677 μ?/°C，降低了应变和温度之间的交叉敏感性。

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陈剑彪   孙华燕   孔舒亚   赵延仲   单聪淼  

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激光反射断层成像仿真是开展激光反射断层成像探测技术研究的关键内容。为了解决采用数值计算方法对复杂结构和形状目标进行消隐计算量大、精度较低的难点，提出了基于OpenGL处理的目标消隐及可见部分显示方法，通过启用深度缓冲区和进行深度测试，利用计算机图形加速卡在硬件层级迅速实现目标的消隐并得到面元距离信息，提高了计算效率和精度，进一步通过一次光照获取目标面元与探测视线夹角余弦值。考虑激光脉冲的时空分布特点，结合仿真的得到的目标反射率分布，采用卷积模型计算得到目标的激光回波波形。采用提出的仿真方法分析了发射激光脉宽、目标表面材料对目标激光反射断层成像质量的影响。

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金秀   朱先志   李绍稳   王文才   齐海军  

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土壤速效磷养分对于作物生长的影响较大，其高光谱定量预测难度高但应用前景较好，因此大幅度提升预测值准确率、提高模型泛化性，对土壤光谱成分测试具有重要意义。本文在前期研究基础上，对皖北地区砂姜黑土的193个样本开展模型的优化、组合，利用土壤样本的可见近红外高光谱（350-1700nm）数据，结合非线性和线性的核函数，对9种算法进行模型首次优化；再利用随机森林、提升树和梯度提升树（Gradient Boosting Decision Tree, GBDT）3种集成学习算法进行模型组合和二次优化。本文通过模型比较，优选并组合了Sigmoid函数的偏最小二乘（Sigmoid-PLS）、线性的支持向量回归（Linear-SVR）、径向基的支持向量回归（RBF-SVR）和Sigmoid函数的支持向量回归（Sigmoid-SVR）4个单模型，然后在集成算法优化后发现，梯度提升树算法预测结果最优。其中与单模型的预测结果相比，梯度提升树模型组合的决定系数（R2）为0.86，提高了17.8%，相对分析误差（RPD）系数为2.55，从B等级提升到A，不仅在准确率上有显著提高，且组合模型过拟合更低，泛化性好。因此，梯度提升树的集成学习可结合多种模型优势，通过高光谱的模型集成来提升土壤速效磷的预测结果精确度。

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吴彬   李艳芳   蒋璐璐   胡景波   周之栩   张喜亮  

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利用大气颗粒物激光雷达观测数据、地面监测站数据和铁塔上搭载的超声波风速仪测量得到的风场数据（后面简称铁塔风数据），对2018年1月16日至1月18日浙北的一次污染过程及特征进行了分析。本次污染过程主要受区域污染物传输影响，激光雷达观测结果表明，受西北风影响，16日12时开始，西北方向城市的污染物开始向宁波传输，颗粒物浓度迅速升高，17日18时之后风向转为较弱南风，污染开始消散；532 nm通道的距离平方矫正信号与近地面污染物浓度的变化趋势一致；退偏振比、波长指数的结果显示0.5~1 km高度处的污染物与近地面污染物为两种不同的类型。HYSPLIT后向轨迹模式结果表明，该污染气团来自宁波的西北方向城市，且气团输送速度较快，HYSPLIT模式结果与铁塔风场数据分析结果一致。可见激光雷达的探测结果能够有效地表征颗粒物浓度的空间分布以及演变，并为大气污染的监测和预警提供理论依据。

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孟晶晶   余锦   貊泽强   王金舵   代守军   王晓东  

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大多数应用中都需要实现激光光束对目标的均匀照明，或者按照设计要求对激光光束的强度分布进行调制。目前，已发展了多种激光光束整形技术，其中，光束积分法是一种原理简单，适用性广的方法，因此基于该方法的光束整形技术有很大的工程意义和应用价值。本文主要介绍了基于棱镜、反射镜及微透镜阵列等光学元件的光束积分系统的组成情况，列出了典型整形光路，以及近年来在光束整形方面的研究进展。同时，介绍了在整形过程中上述方法的各自特点。

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万巍   陈湛旭   陈泳竹   陈耿炎   林家勇  

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利用剪裁的纳米球掩膜沉积技术制备周期性的银纳米颗粒与银纳米孔阵结构，并探讨相关纳米结构的光学特性的研究。实验中在玻璃基片上制备六角密排的聚苯乙烯纳米球作为掩膜，接着利用电子束蒸镀银金属，在超声中去掉掩膜，可以获得周期性的银纳米三角颗粒。若在蒸镀银金属前先对PS纳米球进行氧离子刻蚀，可以获得周期性的银纳米孔阵结构。实验制备了银纳米颗粒逐步增大到纳米孔阵等一系列的纳米结构，通过测量纳米结构的透射谱，开展了纳米结构表面等离子体共振特性的分析。利用FDTD对相关纳米结构的光吸收特性进行数值模拟，理论模拟结果与实验结果基本相符。

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李书华   周亚同   王丹   何静飞   张忠伟  

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针对PVC管材表面缺陷检测中人工肉眼检测效果差、效率低下等问题，设计了一种基于机器视觉的PVC管材表面缺陷检测算法并用于工业生产。该算法主要包含图像预处理和缺陷检测两部分，而图像预处理又包括边缘遍历、条纹检测、Gamma变换等步骤；缺陷检测主要包含水平与垂直投影、快速区域生长法连通域标记、分块处理等步骤。该算法对Gamma变换以及区域生长法做加速处理，同时能够最大限度检测出PVC管材表面缺陷检测并避免误检。实验以及工厂实地检测结果表明，该算法检测准确率为97.6%，实时检测速度超过60m/min，缺陷最小检测面积为0.05mm2，而且管材运行中单边抖动≤5mm不造成误报警，管材在运行速度45m/min时漏检率为0，因而能满足实际生产需要。

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李辉   王章军   王颢樾   陈超   孟祥谦   刘兴涛   李先欣   庄全风   王秀芬  

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微脉冲激光雷达作为主动式大气遥感监测设备，在气溶胶垂直廓线探测领域具有独特优势。2017年7月至8月，使用微脉冲激光雷达与小型气溶胶后向散射探空仪在昆明开展了一个月的气溶胶垂直结构联合观测实验。本文主要介绍了两种仪器探测后向散射比结果的异同与同步观测对比方法，分析了激光雷达和后向散射探空仪测量获得的气溶胶垂直分布特征。探测结果表明两者具有较好的一致性，在1至4 km高度范围内，排除云层干扰后，两种仪器后向散射比测量结果相关系数为0.87，均方根误差为0.752。观测实验表明，研制的微脉冲激光雷达为连续探测气溶胶垂直结构演化过程提供了有效手段，融合后向散射仪探空数据可以减少微脉冲激光雷达数据反演中的假设参数，开展两者联合观测具有一定应用价值。

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吕红艳   崔建国  

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液体透镜是近年来微流控与微光学技术有机结合的产物，其在成像、生物识别、光电和芯片实验室等方面具有广泛的应用前景，故得到了迅猛发展。本文研制出了一种基于调频法的介电效应液体透镜，通过调节输入电源信号频率实现了对透镜焦距的控制，获得了频率、电压、接触角、焦距和透镜孔径间的变化关系。本文研制的介电透镜所施加的电压频率范围为0-20kHz，其焦距可在6-8cm间变化，透镜孔径变化范围为2-3.25mm，透镜响应时间约为375ms。本透镜具有结构简单、驱动快速、调节精确、能耗小、分辨率良好、动态范围大等优点。

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王秀友   范建中   刘华明   徐冬青   刘争艳  

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传统表情识别往往在采用单一图像的基础上进行特征提取并训练识别，缺乏表情在动态时间上的细微变化，本文利用时间前后的表情变化信息，提出一种基于概率协作表示的多视频序列融合表情识别方法。首先采用主动外观模型（Active Appearance Model, AAM）定位出人脸表情的68个特征点，然后利用提出的融合策略将相邻三帧表情图像的AAM特征进行融合，最后利用概率协作表示的分类优势进行识别。实验结果表明，在CK+表情数据库上，所提出的方法能够把握住表情的时间变化信息，相比于近几年的表情识别算法，在识别率上取得较好的效果。

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张曙光   李正贤   王伟  

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为提高频谱利用率，同时减少光路的建立时延和阻塞率，提出一种高频谱资源利用率、低光路建立时延的CODS-RSA算法。CODS-RSA算法在提前计算期间，通过提前计算控制模型、频谱位示图和最佳分配算法建立光连接请求业务数据库。CODS-RSA算法在路由频谱分配时，根据光连接请求业务数据库和实时更新计算进行路由频谱分配。通过仿真验证：CODS-RSA算法提前计算减少了光路的建立时延，频谱位示图和最佳分配算法分配频谱提高了频谱利用率，业务请求的阻塞率也相对降低。

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陈舒婷   郭昊旭   邱晓东   陈理想  

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从Maxwell方程组出发，将与旋光效应相关的二阶非线性电极化作为线性电极化的微扰项，并结合角谱表示理论，以傍轴高斯光束作为入射光场，研究了光束在具有自然旋光性的Bi12SiO20晶体中的传播问题，并分别采用Minkowski和Abraham两种形式的光动量，得出Bi12SiO20晶体中的光动量及角动量表达式。结果表明，旋光性的存在使得晶体中的Minkowski动量和Abraham动量的比值不再是晶体折射率的平方。采用Minkowski角动量密度形式，可以发现光场与晶体之间的角动量会发生耦合，虽然光场自身的角动量不守恒，但光场和晶体的总角动量守恒。

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吴沛佶   梅雪   何毅   袁申强  

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针对视频中的几种异常行为，构建训练模型对其进行识别。使用卷积神经网络(CNN)进行特征提取并采用Adam算法（一种基于梯度的优化算法）进行优化。引入自适应池化层，筛选出判别的特征信息，减轻网络的计算量，加快识别视频中存在的异常行为。使用Adam算法对模型进行优化后，识别率可以达到87.6%，引入自适应的池化层后，识别率可以达到91.9%。该卷积神经网络(CNN)对视频中基本的异常行为的检测效果比iDT和双流网络更快更准确；相较于TSN和TRN,识别的准确率稍低，但是识别的速度更快。

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曲洪权   宫殿君   张常年   王彦平  

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本文提出一种基于集合经验模态分解（EEMD）结合随机向量函数链接神经网络（RVFL）的光纤入侵信号的特征提取与识别算法，目的在于对分布式光纤上的入侵信号类型进行准确识别。首先，对采集到的光纤入侵信号做预处理操作，包括最小-最大规范化处理和db3小波去除低频噪声；其次，采用EEMD方法对入侵信号进行分解得到5组本征模态函数（IMF）；之后，计算各IMF分量的能量占比，并依据方差分析法筛选出3组特征向量；最后，特征向量被送入RVFL网络进行训练并对入侵信号进行识别。实验结果显示该算法能正确识别不同入侵信号的类型，并达到较高的准确率。

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梁令羽   张天天   何为  

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针对头部姿态估计准确率在实际应用中易受到光照、遮挡等干扰因素的影响以及大量运算导致算法运行速度较低的问题，提出了多尺度卷积神经网络的头部姿态估计算法。通过使用不同尺度的卷积核对输入的头部姿态图片进行特征提取，丰富了图像特征的同时保留了图像信息，增强算法对干扰因素的鲁棒性。同时引入1x1卷积对网络结构参数进行降维，降低系统的运算量，提高算法的时效性。实验结果表明，本文提出的算法在Pointing ‘04和CAS-PEAL-R1数据库的识别率分别为96.5%和98.9%，对于光照、表情、遮挡等干扰表现出较好的鲁棒性，具有较好的运行速度。

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刘阳   姜润强   于洪君   陈健  

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针对目前图像质量数据库的主观评价方法存在失真等级少、缺少对实验结果分析等问题，文中提出一种大样本图像质量主观评价方法。该方法基于双激励连续质量量表法设计，使用简化的2级主观评价尺度。通过循环积分、最优选择和顺序调整获得样本图像的质量排序，并基于模糊聚类分析序列。模糊聚类分析的核心思想是将图像获得次序的概率视为两者的匹配程度，从而建立样本的模糊相似矩阵。通过指标规格化、建立模糊相似关系、建立模糊等价关系、分类、评分，确定图像质量得分。进行64级失真的图像质量主观评价实验，结果表明图像质量得分能够准确反映可察觉差异的变化，主观评价结果的正确率达到94%，在百分制下图像质量得分的标准差介于0~7，均值为3.08，远低于其他图像质量数据库的水平。文中所提方法具有较好的准确性、稳定性，适用于图像质量数据库的主观评价实验和人眼视觉特性的研究。

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方岚   于凤芹  

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针对视觉背景提取（Vibe）运动目标检测算法存在的鬼影及阴影问题，利用鬼影与背景相似而运动目标与背景差异大的特点，提出一种基于前景和邻域背景像素直方图相似度匹配的方法来快速检测鬼影并更新背景模型；利用阴影的颜色特性和纹理不变性，提出在亮度和色度分离的YCbCr色彩空间中先根据颜色特性得到候选阴影区域，再利用完全局部二值模式算子（CLBP）提取区域的详细纹理特征进一步检测与去除阴影。在公开视频数据库CDnet-2012上进行仿真实验，仿真实验结果表明该算法能够保证运动目标被完整检测的同时快速去除鬼影和阴影，较原Vibe算法检测精度提高了21.53％。

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董永峰   杨雨   王利琴  

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针对图像语义分割问题中，图像的上下文信息利用不充分、图像边缘分割不清等问题，提出一种将多尺度特征提取与全连接条件随机场相结合的网络模型。将RGB图像和深度图像分别以多尺度的形式输入到网络中，利用卷积神经网络分别提取RGB图像和深度图像的特征，并将深度信息作为补充信息添加到RGB特征图中，得到语义粗分割结果。最后，采用全连接条件随机场优化语义粗分割的结果，得到语义精细分割结果。实验结果表明，所提方法提高了图像语义分割的精度，优化了图像语义分割的边缘，具有实际应用价值。

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张定祥   谭永前  

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基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks，CNN)的VGG-19(Visual Geometry Group)模型，研究了卷积神经网络对输入纹理进行卷积时，输入纹理特征图的边缘信息对生成自然纹理效果的影响。在使用卷积神经网络的VGG对输入图像进行卷积时，为了防止过拟合(over-fitting)现象采用平均池化的方式对特征图进行处理，在一定程度上保护了特征图的边缘信息，比采用最大池化处理特征图取得更好的生成效果。同时，提取各层特征图的边缘信息并叠加到特征图中，能很好的保留纹理图像的边缘结构信息。实验结果表明，改进后的方法能取得较为理想的纹理生成效果。

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郭志坚   孙乾  

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利用强场近似结合时间窗函数的方法，计算了氢原子在波长为800nm的少周期强激光场中阈上电离的二维动量分布，并与利用Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数计算的结果进行比较。发现在长程库仑势作用下周期内干涉及周期间干涉共同作用形成了二维动量谱中的扇形结构条纹。另外，通过数值求解含时薛定谔方程方法计算了氢原子在不同脉宽下的二维动量谱，发现二维谱中除了周期内干涉和周期间干涉条纹，还出现了一些条纹结构。研究结果表明，该结构是由再散射电子波包形成的。

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赵明   王希明   张晓慧   张望  

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傅里叶叠层成像是一种新型的大视场、超分辨率显微成像技术，本文研究将傅里叶叠层成像技术应用于在宏观成像领域。建立了宏观傅里叶叠层成像的物理与数学模型，给出了傅里叶叠层重建算法，搭建了透射式宏观成像系统，开展了实验研究，实验结果表明宏观傅里叶成像方法能够大大提高成像系统的分辨率。该技术在航空、航天、远距离侦察等领域中具有巨大的应用前景。

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王金艳   李奇   陈曦   郑权   李世杰   陈磊   张毅博   黄洋  

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设计了激光二极管抽运的424nm腔内和频蓝光激光器。激光器采用复合V型腔结构，利用Ⅰ类临界相位匹配的三硼酸锂（LiB3O5，LBO)晶体对掺镱钇铝石榴石（Yb: YAG）晶体的1030nm谱线和掺镨氟化钇锂（Pr：YLF）晶体的720nm谱线进行腔内和频。当Yb：YAG晶体的抽运功率为5W，Pr：YLF晶体的抽运功率为3.1W时，实现了18mW连续运转424nm蓝光激光稳定输出，光-光转换效率0.2%，水平及竖直方向的光束质量因子M2分别为1.62和1.50。

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高海英   白雁力   姚荣彬   王旬   刘达见  

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设计短磁聚焦脉冲展宽分幅相机模型，以脉冲展宽原理和光电子运动方程基础，研究飞秒光电子在脉冲展宽系统中的加速、传输和成像特性，分析时空弥散，探讨其降低方法。研究结果显示，当脉冲展宽系统长500 mm、展宽斜率为10 V/ps和加速电场为2 kV/ mm时，传输时间弥散引起的总物理时间分辨为1.62 ps，占相机时间分辨的70%；空间弥散为62.87 μm，降低相机成像对比度13.58%。通过提高加速电场能有效降低传输成像时空弥散对相机物理时间分辨率和成像对比度的影响。研究结论对脉冲展宽分幅相机时空分辨性能进一步优化和提升具有重要理论意义。

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柯熙政   杨珂   张颖  

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光在大气湍流中传输时波前会发生畸变，使得接收光信号受到严重干扰，通信误码率增加，严重影响了无线光通信的稳定性和可靠性。计算光场自适应光学成像（Computationally Adaptive Plenoptic Imaging System, CAPIS）技术能够同时记录光线的位置和方向等光场信息，通过计算方法从光场信息中得到畸变波前斜率从而重构波前。本文对CAPIS技术探测光学波前畸变进行了研究，给出了数值计算模型并进行了仿真分析。结果表明，CAPIS技术可准确地探测低阶像差波前，波前残差均方根值小于0.1λ。建立实验光路并实现了对低阶像差波前的探测，波前残差均方根值小于0.5λ。仿真和实验结果均表明，CAPIS技术可有效地探测低阶像差波前，该结果对探索大视场波前探测方法具有重要的研究意义和实用价值。

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张银   任国全   程子阳   孔国杰  

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环境感知是无人驾驶核心技术之一，利用三维激光雷达进行障碍物检测一直是国内外的研究热点。本文首先按照传感器的种类介绍了无人车障碍物检测方法的分类，然后详细分析了基于三维激光雷达进行障碍物检测的传统方法。深度学习是二维图像目标检测及分类的重要方法，在分析三维激光雷达点云的特点同时分析点云深度学习的挑战，最后详细分析三维点云深度学习在障碍物检测方面的研究现犹?在障碍物检测方面的研究现犹?在障碍物检测方面的研究现状以及发展趋势，并且介绍了自动驾驶领域的KITTI数据集和ApolloScape数据集。

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刘经佑   雷枫  

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提出了一种精密调节光程的方法，用于透过式低相干光学干涉系统，测量透镜中心厚度。利用一对楔形棱镜，将接近垂直于光轴方向的低精度直线移动转化为沿光轴方向的高精度直线移动，实现高精度的光程调节。楔形棱镜的楔角角度决定光程调节的精度，楔角角度越小，光程调节的精度越高。实验中使用5?30'的楔角棱镜组和精度5μm的直线移动装置，实现了光轴方向精度小于0.5μm的移动调节，测量透镜中心厚度的精度在0.9μm以内。采用透过式低相干光学测量方法，提高了干涉条纹的对比度，可以测量各种类型透镜的中心厚度，也很容易扩大其测量厚度范围。

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夏宇   李敏   袁帅   李振宇   贺明洋   卢文晖   王锋   曾和平  

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利用太赫兹时域光谱技术测量了氧化铝和氢氧化铝样品在0.5 -1.5 THz范围内的太赫兹时域电场信号。对测量得到的时域信号进行傅里叶变换，得到样品信号与参考信号频域的振幅和相位信息。对比参考信号频域谱发现，氢氧化铝在1.20 THz和1.33 THz有明显的特征峰，而氧化铝则与参考信号频域谱的特征峰相同。为了进一步实现对氢氧化铝特征峰的强度调控，本文通过石墨烯与氢氧化铝一定比例的掺杂，利用石墨烯表面等离激元的近场增强效应，增强了分子内羟基的共振伸缩，实现对氢氧化铝特征峰的增强调控。这项研究不仅可以对氢氧化铝进行无损检测和有效识别，也可以利用石墨烯增加氢氧化铝的检测灵敏度，而且对进一步利用太赫兹时域光谱技术研究其他氢氧化物的光谱信息具有借鉴意义。

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贺元兴   司文涛   张浩元   甘世奇   吴统邦  

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依托大口径地基红外测量系统测量空中动态目标红外辐射特性，受外场环境状态多变的影响，测量系统产生灰度漂移是影响辐射测量精度的因素之一。本文通过大量外场试验数据，研究了红外测量系统输出灰度值及定标背景偏置随环境温度的变化规律，分析了背景偏置变化给面目标辐射测量精度带来的影响。在此基础上，提出了一种基于背景偏置对消的面目标辐亮度计算新方法。该方法由于消除了对环境温度依赖较大的背景偏置项的影响，可有效提高动态目标红外辐射特性的测量精度。采用传统方法和新方法对某型飞机的动态特性测试数据进行处理和比较，结果验证了新方法的有效性。

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金一康   于凤芹  

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本文根据图像中连续分布的背景区域被前景物体阻断的观察，提出背景连续性先验，并基于此假设实现了一种新的显著性检测方法。该方法首先对图像进行超像素分割，寻找任意一组超像素间的长度最短路径，并根据路径中超像素与路径首尾两端的超像素的色彩差异计算超像素的前景权重。之后经过基于色彩差异的前景权重修正和结合边界先验的显著性优化得到最终的显著性检测结果。本文方法在多个图像数据集上进行了检测效果测试，并都取得了优异的表现。

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刘欢   李春庚   安居白   魏帼   任俊丽  

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在多目标追踪（MOT）中，运算数据量大、算法处理速度要求高。而追踪速度和追踪准确性是矛盾的，为此提出将单目标追踪时具有快速优势的核相关滤波（KCF）应用于多目标追踪。为了克服KCF只根据目标外观模型追踪准确性低的不足，融入运动模型，计算检测目标框和预测目标框的交并比（IOU），通过匈牙利算法确定目标间的最优关联，以期在多目标追踪时，提高追踪速度且不降低准确性，有效解决目标非惯性运动和相机抖动等难题。KCF和IOU模型都具有快速响应的特点，因此算法可满足在线处理数据的要求。在公开的2DMOT2015、MOT16数据集上进行实验，将本方法与其他优秀方法相比，在保证具有30 fps以上的处理速度的同时追踪准确性依然高出10%以上。

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刘雨昭   陈智利   费芒芒   惠迎雪   刘卫国  

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本文采用微波回旋共振离子源，研究了在不同Kr+离子束参数下，对旋转蓝宝石样片表面的刻蚀效果；采用四因素三水平正交试验，分析了改变Kr+离子束入射角度、离子束能量、束流密度、作用时间四个参数对辐照后蓝宝石表面结构的影响规律，研究了离子束参数与蓝宝石表面粗糙度及刻蚀速率的关系。实验结果表明：当离子束入射角度为60°、能量为600eV、束流为27mA、作用时间为90min时，刻蚀后粗糙度最大，且形成的表面形貌具有明显的点状结构；当离子束入射角度为60°、能量为600eV、束流为27mA、作用时间为30min时，刻蚀速率最大且表面形貌点状结构密集。因此，利用最优参数组合可以得到良好的点状纳米结构、粗糙度及刻蚀速率。

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李宁孝   王国栋   王岩杰   胡诗语   王亮亮  

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针对视频分类中时序特征的融合问题，本文将二维卷积神经网络中的挤压激励网络与三维卷积残差网络相结合，用于强化时间维度上的学习，以及提高训练效率和训练精度。因此，提出了新的三维挤压激励网络结构模块，它比直接转化而来的三维挤压激励模块多了一个时间维度系数，该系数记录了研究对象在时间轨迹上所进行的动作轨迹变化。新模块不仅可以记录某个时间点的特征而且能够强化多个时间点的关联性。此外，本文还将具有时空纬度的挤压激励网络实际应用于人物的动作行为识别，以检验新模块的有效性。最后，通过实验表明新模块可加快loss收敛并有效提高视频分类精度。

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胡甜甜   吴金鹏   阴慧娟   杨勤劳   王军  

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摘要 发光二极管 (1ight emitting diode，LED)是一种具有一定带宽的非相干光源，LED光生物学效应的发现推动和促进了其在生物医学方面的研究与应用。本文旨在介绍LED光源的生物学效应，梳理其在临床的应用发展现状及对未来LED光源在生物医学应用的前景进行了展望。

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梅启升   王敏   周群  

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摘要 干涉条纹对于光学测量中微小变形的检测十分重要，干涉条纹的检测结果作为测量方案的评价指标。当前通过图像传感器收集到的干涉条纹具有多种噪声干扰，噪声对于干涉条纹图像处理算法影响较大，传统的图像处理算法得不到理想的结果并且无法计算干涉条纹的级次。根据干涉条纹的特征与噪声分布的特征，提出一种基于多种噪声的干涉条纹检测算法并基于C++语言平台进行实现。

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刘双   王勤英   西宇辰   唐怡荣   裴瑞   白树林  

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在Q235碳钢上采用脉冲激光器制备出铁基熔覆涂层，探究了不同热处理温度（600℃×2h、750℃×2h和900℃×2h）对涂层的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计对熔覆层的微观形貌、相组成和显微硬度进行了表征，利用交流阻抗谱（EIS）、动电位极化曲线探究了不同温度热处理前后熔覆层的腐蚀行为。结果表明，涂层由结晶组织和非晶组织组成，结晶相随热处理温度增加而增多。热处理会增加熔覆层近表面的硬度，其中900℃×2h热处理的熔覆层近表面平均硬度最高，约为1100HV0.1。耐腐蚀性能随着热处理温度的上升而增加，900℃×2h热处理后的铁基熔覆层具有最高的自腐蚀电位-0.52500V和最低的自腐蚀电流密度2.2810×10-6A/cm2，耐腐蚀性能最好。

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李云超   胡旭文   张璐   刘召军   张开放   牟仕浩   闫树斌   张彦军  

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频率稳定度是评价相干布局囚禁（CPT）原子钟性能的重要指标，而原子气室内部缓冲气体种类与气压比是影响CPT原子钟频率稳定度的主要因素。缓冲气体可减少碱金属原子与气室内壁的碰撞，并通过Dicke效应压窄多普勒展宽，但碱金属原子与缓冲气体之间的碰撞会引起碱金属原子超精细能级移动，且该频移与原子气室温度相关。选用Ar与N2为缓冲气体，从理论上对其温度频移特性进行了仿真分析，并通过实验测试了不同缓冲气体比例下CPT原子钟的温度频移特性，根据理论与实验结果确定了原子气室内部最佳的缓冲气体比例，找出了对应的最小温度频移工作点。研究结果对设计CPT原子钟原子气室内部缓冲气体气压比和工作温度具有一定借鉴作用。

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杨琳   段志勇   马刘红   李梦珂  

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基于表面等离子体激元的纳米激光器，是目前纳米光子学与半导体激光交汇产生的研究前沿。此类激光器能够将光源的尺寸降低几个数量级，结合表面等离子体波将波长限制在纳米尺度内传输，突破衍射极限，从而达到与电子学器件的尺寸相匹配，最终实现整个光互连系统的小型化和低功耗。基于表面等离子体激元的纳米激光器也因其局域特性好、响应速度快等优点而受到广泛关注，并且被应用于能源、光子芯片等方面，促进了激光器微型化的发展。本文，对近年来的表面等离子体激元纳米激光器的研究工作进行了总结，并详细介绍了各种结构及其优势。

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金秋含   王阳萍   杨景玉  

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针对传统的多特征融合变化检测方法，没有考虑不同特征和不同尺度纹理特征对于变化检测贡献不同的问题和针对传统的MRF(Markov random field)变化检测方法，其变化检测质量受空间信息权重影响的问题，提出基于密度引力和多尺度多特征融合的变化检测方法。首先，利用局部相似性度量计算Gabor纹理特征的相似性图像，运用信息熵融合不同尺度不同方向的相似性图像，其次利用变化矢量分析计算光谱差异图像，采用自适应的方法将光谱差异和纹理差异结合构建异质性图像，然后将密度引力模型与传统MRF相结合，引入自适应权重的MRF模型，最后通过DAMRF(Density attraction based Markov random field)获取异质性图像的变化图。实验结果表明，该方法能够更加充分利用不同特征和不同尺度纹理特征，而且能够更好的保持图像边缘细节，提高了变化检测精度。

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刘婷婷   王培光   张娜  

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高反光金属工件缺陷的高效检测是目前工业生产中亟待解决的难题，在获取图像时易夹杂较多高光噪声，影响目标信息检测。为减少高光饱和区域信息丢失的干扰，本文提出一种基于Zernike矩改进的亚像素边缘提取的工件缺陷检测算法。首先，对图像基于块匹配思想进行初次估计并进行小波分解，对分解的高、中、低频信息逐次进行滤波及增强，在小波逆变换后重新进行估计；然后利用改进的Zernike矩亚像素边缘提取算法定位图像边缘并提取特征信息；最后通过计算连通区域几何参数筛除非缺陷轮廓，并计算全局信息熵判断是否存在缺陷。通过实验对算法有效性进行验证，结果表明提出的算法可以降低金属高光噪声有效提取缺陷边缘，并且在环境光照变化时具有较强的鲁棒性，提高了金属工件的缺陷检测精度。

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常闪闪   麻云凤   廖利芬   程旺  

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消光比是激光晶体的一个重要特性参数，当入射光垂直样品光轴入射时，它反映晶体内部应力双折射的大小。传统上采用正交偏光法测量并定义。利用琼斯矩阵，对传统测试方法展开分析，找到消光比和应力双折射相位差的关系,提出将旋转样品法用于晶体消光比的测量，给出表达式，并对误差进行理论分析。旋转样品法操作简单，测量过程中无需变换检偏器起偏器的光轴方位，也不涉及样品光轴方位角的测量，因此同等条件下误差较小。实验室使用功率不稳定度小于0.2%的光源、消光比高于50dB的起偏器搭建测试系统。测试系统适用于 范围的待测样品，且测试精度小于-55dB。对一1/2波片进行测量，消光比等于-41.66dB，综合误差小于1%。

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黄晚晴   张 颖   孙喜博   耿远超   王文义   刘兰琴  

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B积分判据自从建立后，一直是大型激光驱动器控制非线性效应的基本设计判据。通过分析美国劳伦斯-利弗莫尔实验室在研究国家点火装置中建立两个B积分判据的实验过程和模拟过程，明确了B积分判据的内涵和产生条件，指出了B积分判据的适用性以及其存在的问题，得出两个B积分判据并非不可突破的结论。

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于莉媛   韩斌   何金刚   杨磊   舒刘琴   牛萍娟  

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本文设计了一种基于蓝绿光LED光源的黄疸光疗仪光源系统。根据光线在皮肤和组织中传递过程和胆红素和光红素之间转化过程，并通过光谱匹配建立与目标光谱匹配度较高的光源光谱。经过对光源阵列进行设计和仿真，并应用仿真结果加工成光源系统，对光源系统进行照度检测，得到照度平均值为32.9μW/cm2/nm，均匀度达到81%。为进一步提高光源系统均匀度在光源系统中加上菲涅尔透镜，得到当菲涅尔透镜的环距为1mm、透镜到光源的距离为1cm时，得到最高均匀效果，经加工测试后得到，光源系统照度为31μW/cm2/nm，均匀度约为85%，与设计要求相符。

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梁飞   张娜  

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阴影与遮挡对线性菲涅尔式太阳能集热系统的光学性能有重要影响。本文考虑阴影与遮挡分析方法在工程研究中的需要，提出了一种阴影与遮挡计算分析模型，并给出了阴影与遮挡计算验证方法。在单侧布置8列，镜宽800mm，截面为等腰直角三角形结构，全天无阴影工作6h，所有一次镜瞄准线为二次开口平面的中线，等间距布置条件下，对比了镜间距为100mm时阴影在SolTrace与本文模型的计算结果，验证了计算模型的正确性。给出了本文模型在上述条件下确定镜场布置最佳间距的实例，得到合理间距为331mm，与传统无阴影布置方法得到的330mm接近，验证了本计算模型的正确性。本计算模型相较于传统分析方法，具有更加方便、快捷、准确的特点。该模型对于线性菲涅尔聚光镜场中的阴影与遮挡分析具有普适性，对线性菲涅尔式聚光系统的设计具有较好的指导意义。

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贾科军   张守琴  

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直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）具有实现简单，频带利用率高和能提供足够照明等优点。结合DCO-OFDM和码分多址（CDMA）建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制，在DCO-MC-CDMA系统中选用Gold码和m序列作为扩频地址码，但其互相关性较正交码差，会带来更大的多用户间干扰（MUI）。采用最大比合并（MRC）、等增益合并（EGC）和正交恢复（ORC）合并，推导了受加性高斯白噪声（AWGN）、MUI和限幅噪声影响时信噪比表达式，并建立了MATLAB蒙特卡罗误码率（BER）仿真模型。研究结果表明，随着用户数的增大，MUI会使系统BER性能变差。ORC消除了由于子信道增益不同而导致的MUI，因而BER性能最好。Gold码的互相关性比m序列好，采用Gold码的DCO-MC-CDMA系统BER性能更好。

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邢焕兴   武保剑   万峰   曹亚敏   文峰   邱昆  

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将非线性光纤的纤芯设计成椭圆，可以有效控制光纤中少模四波混频的相位匹配条件，从而制作少模光纤参量器件。本文研究椭圆纤芯少模光纤的模式特性，给出少模光纤中克尔非线性耦合模方程的一般形式，详细描述少模光纤参量放大器的设计方法。利用COMSOL仿真软件获得导波光场模式分布对纤芯椭圆率的依赖信息，进而可计算少模之间的四波混频相位失配因子和相应模场交叠积分（或非线性系数）。具体考察了阶跃型折射率分布的椭圆纤芯少模光纤中三个模群的简并四波混频过程，计算表明，采用泵浦功率为0.5W的LP21a模，可使LP11a或LP21b模获得20.15dB的最大增益，在增益劣化2dB的范围内可允许的椭圆纤芯误差为0.6μm。

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向鹏   周宾   祝仰坤   贺文凯   岳晓庚   陶依贝  

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摄像机标定是从图像中获取真实世界度量信息的关键步骤。传统摄像机标定方法依赖于不同的相机模型、对镜头畸变处理较为复杂、标定过程较为烦琐，而浅层神经网络标定法手动特征提取过程复杂、网络训练过程不稳定、复杂环境下标定精度不高，针对以上问题提出了一种基于深度神经网络的摄像机标定方法，实现大范围平面区域内的灵活、高精度标定。无须进行数据特征提取或分类，通过对网络结构、超参数与训练算法进行优化，使深度神经网络能被快速有效地训练。实验结果表明，相较于张正友标定法与浅层神经网络标定法，该方法在大范围、多拍摄角度和高畸变条件下均能达到更高的标定精度，镜头存在高畸变时，于 633×763mm标定范围内平均标定误差仅为0.1471mm。

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肖功利   徐俊林   杨宏艳   韦清臣   窦婉滢   杨秀华   张开富   杨寓婷   李海鸥   李琦   陈永和   傅涛  

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本文提出了一种锯齿共振腔耦合金属波导结构，该结构由多个相互垂直的矩形波导和锯齿共振腔构成。利用锯齿共振腔的等离子体局域特性实现多端口滤波，并通过多路复用实现多通道逻辑门信号输出，最终实现多通道等离子体逻辑门输出光源。采用时域有限差分（FDTD）方法讨论锯齿谐振腔的长度和宽度对强透射现象的影响，并根据各输出端口的透射波长的变化实现对结构解复用特性的改变与控制，并根据该特性实现多通道逻辑门输出光源。研究发现，这种波导结构在加入锯齿共振腔后有更好的信号输出频率，可通过调整锯齿共振腔长度和宽度实现对逻辑门光源输出信号的频率控制；通过增加结构中输出波导数量来增加逻辑信号输出端口，可实现双通道及三通道逻辑信号输出功能。这种锯齿共振腔耦合金属波导结构构建的逻辑门输出光源具有较好的传输效率和较宽的工作带宽，通过锯齿共振腔的长宽参数调整，传输效率可达60%，平均工作范围为1000nm。这说明该结构具有更好的逻辑门光源输出功能，该设计将在未来的全光逻辑输出信号源中有潜在的应用价值。

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孙亚园   白光富   胡林  

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本文研究了谐波分量对三角形光子微波信号相似度的影响。用数值模拟方法研究三角波形的傅里叶级数保留至不同阶次时波形与理想波形的相似性。当傅里叶分量保留至三阶时波形与理想三角波形的相似度达到0.989，此时与理想波形差异主要体现在峰值处，差异小于0.05。本文提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器（DP-MZM）产生三角形光子微波信号的方法。作者先通过实函数的方法对系统的工作原理进行了推导，再对系统进行实验验证。通过调节系统的六个参数，使其产生的边带经光电转换后，得到的基频分量和三次谐波分量的功率比值与理想三角波形的一阶和三阶傅里叶分量功率比值相等，从而得到三角形光子微波信号。实验结果显示该系统能产生6GHz的三角形光子微波信号。

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刘芳华   龚鑫   张雅楠   孟俊清   陈卫标  

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垂直腔面发射激光器(VCSEL)和传统的边发射半导体激光器相比具有线宽窄、光束质量好、可靠性高和制造成本低等优点。随着808 nm VCSEL阵列的输出功率和转换效率的提高，它成为了固态激光器泵浦源的新选择。本文介绍了VCSEL的性能优势、应用场合及发展现状，综述了808 nm VCSEL泵浦的固态激光器研究进展，讨论了该激光器的技术缺陷及发展前景。

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周凯   王向军   王仲   万子敬  

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本文面向无人移动平台自主相对导航任务对高精度位姿测量的应用需求，针对视距变化较大时现有的视觉测量系统和方法在测量范围和分辨率等方面存在的不足，提出了一种分段式组合位姿测量方法和系统的实现方案。该方法根据测量距离的不同将测量任务分为远段和近段。由两组正交线阵相机构成远段图像测量子系统，可实现视距变化范围35m~5m时的高分辨率位置测量，由一个面阵相机组成近段测量子系统，可实现视距小于5m时的精确位姿测量；利用柱面镜线阵相机的成像方程为远段图像测量子系统构建了线性三维坐标测量模型，并利用最小化物方空间误差的方法标定各线阵相机的外部参数；针对近段图像测量子系统的单目位姿测量问题，提出了一种基于线性初始解的迭代位姿优化方法。实验结果表明，系统在35m~5m的视距变化范围内可实现<0.5%的相对位置测量精度和低于40mm的均方根误差，在5m以内的视距范围内可实现小于1°的姿态测量误差，可以满足大视距位姿测量的任务需求。

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苏云龙   平雪良  

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摘 要 针对物体三维点云边缘提取效果不佳，提取时间过长等问题，本文基于高斯映射聚类边缘提取算法提出了一种快速而精确的新方法，先通过凝聚聚类和估计法线将高斯球中的法线进行聚类，然后分析每个点最近邻域点的协方差矩阵特征值来检测边缘特征。对不同的点云对象进行边缘提取对比实验，分别从边缘提取效果和提取时间进行对比分析，实验结果表明，本文提出的新方法能快速有效地提取点云的边缘特征，相比原高斯映射聚类边缘提取算法有很大的提升。

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胡栋挺   申文   马文超   刘新宇   苏宙平   朱华新   张秀梅   阙立志   朱卓伟   张逸新   陈国庆   胡立发  

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基于随机并行梯度下降(Stochastic parallel gradient descent, SPGD)算法的无波前探测器的自适应光学系统(Adaptive optics system, AOS)具有结构简单、像差校正能力强的优点，在生物显微镜、激光大气通信等领域有很好的应用前景。本文利用计算机模拟仿真基于变形镜与SPGD算法的无波前探测AOS,在不降低精度的条件下，为了提高基于SPGD的无波前探测AOS的收敛速度，对SPGD算法中随机扰动幅值与增益系数两个关键参数之间的关系进行了优化。实验发现固定的AOS存在参数优选区域，且与初始畸变大小有关。最后进行了理论验证并与模拟退火算法进行比较，结果表明SPGD算法收敛精度比模拟退火算法高6.32%，并具有更好的收敛速度与精度。

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王康   金玉   刘昱玮   李志祥   骆昕   吴志军   相春平  

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我们利用传统紫外光刻技术与激光双光束干涉光刻技术相结合的方法以及激光双光束干涉连续两次曝光的方法,制备了具有多种形貌和周期的微纳米复合结构，解决了利用传统激光干涉加工技术制备微结构的形貌和周期单一的问题。通过优化实验条件，我们制备出了微米条形光栅、矩形、圆形和六边形点阵与纳米类余弦形光栅相结合的微纳米复合结构；通过在玻璃/银膜/CH3NH3PbI3结构中引入微纳米复合光栅结构，使得CH3NH3PbI3的吸收在可见光范围内得到明显的增强，这主要归因于微米光栅的散射效应和纳米光栅诱导银膜/CH3NH3PbI3界面表面等离子激元的电场增强效应的共同作用。

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徐浩   朱勇康   陆燕飞   尹建华  

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近年来，拉曼光谱学正在被更多地用于生物医学领域的分析研究，对目标样本或组织的在体原位无损探测更是引起关注，意义深远。而拉曼探针作为实现这一目的的重要拉曼检测工具也在不断的发展和多样化、功能化。由于拉曼光谱本身极其微弱，且易被其他噪声信号干扰，因此对拉曼探针的设计生产提出了极高要求。本文将对现有拉曼探针的一般设计及其构造进行深入介绍，包括光纤选择，探针顶端设计，添加过滤膜/片，探针后端优化等。综述拉曼探针技术在生物医学领域的拓展和应用，其中，不同设计的拉曼探针及其与其他光谱或成像模式的结合应用，给生物医学及临床探测等领域带来了新的活力和广阔的应用前景。

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谢若晗   何思远   朱国强   张云华  

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目标的雷达特性在军事领域，如目标识别、电子对抗等，具有非常重要的意义。本文针对雷达目标自动识别，对目标属性散射中心进行了参数化建模。建模前，进行了基于含实体部件分解的目标高精度几何建模，提出了一套含空间射线分集的射线追踪方法。并且基于此，发展了一套基于空间射线分集的目标散射中心参数化正向建模方法，在现有的提取面类散射源的基础上，额外增加了目标边缘强散射源的散射中心，同时推算出了其模型参数。将该方法与现有的高频方法计算所得的结果进行比对，说明了参数化模型的有效性，为雷达目标特征数据库的获取提供了一条新的辅助途径。

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全永志   高树辉   杨孟京   姜晓佳   何欣龙  

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图像的数字化使图像具有较强的可编辑性，USM（Unsharp Masking）锐化在目前广泛应用的数字图像编辑中是较为常用的一种方法。为了提供图像真伪、篡改鉴定技术参考，文中提出一种检验USM锐化的方法。首先利用局部二值模式方法（Local Binary Pattern，LBP）检测图像边缘特征，然后使用支持向量机（Support Vector Machines，SVM）进行分类以检测图像是否被锐化，同时针对不同的锐化强度，对比不同LBP检测模式来筛选实验最优检测方式。实验结果表明，LBP方法能达到较好的USM锐化检测结果，其中旋转不变模式的检测效果最好，在弱锐化情况下仍能达到90%的检出率，优于现有文献中各类方法的检测性能。

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李院院  

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采用密度矩阵方程分析了倒Y四能级原子系统中相位周期场驱动的双通道四波混频(FWM)过程。数值结果表明，周期性相位调制的探测场可以调控两个通道的FWM信号，使之叠加或分离；选择不同调制频率、调制系数及缀饰场强度可使FWM信号出现抑制、增强或分裂。这种周期场驱动的调控方法可望用于光学非线性过程的优化及光信息处理。

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陈向宇   云挺   薛联凤   刘应安  

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遥感数据中的树种自动分类是林业研究的必要前提，对森林资源的监测、森林可持续管理以及生物多样性研究都具有重要意义。利用先进的激光探测与测量(LiDAR)设备可以获取森林的高密度点云数据以呈现树木的明显特征，但是需要进一步从大量扫描点云数据中提取有效特征来进行树种分类。本文选取了位于杭州钱江新城森林公园和新疆维吾尔自治区阿克苏市红旗坡农场的五种树木作为研究对象。具体的树种有水杉、柳树、女贞、竹子和苹果树。本文基于机载LiDAR获取的高分辨率点云数据，结合支持向量机分类器，提出了多种树木特征，如树木结构特征参数(SF)、树木纹理特征参数(TF)和树木冠形特征参数(CF)，以实现不同树种的分类。实验结果表明，5种树木分类的整体准确率达到85 %，Kappa系数为0.81。综上所述，本文提出的分类方法和算法不仅从LiDAR数据中获得了更有前景的单株树特征，还展示了一个可用于提高树种分类性能的有效框架。

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韩琳   林弋戈   杨晶   蓝英杰   李烨   王小军   薄勇   彭钦军  

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基于低温稀土离子掺杂晶体中的光谱烧孔效应的激光稳频技术是二十世纪末发展起来的新型稳频技术，它以低温下稀土离子掺杂晶体中的光谱烧孔为频率锁定参考，有着更低的热噪声极限，频率稳定度理论上可达10-17量级，能实现与Fabry-Perot参考腔可比拟甚至超越F-P参考腔的稳频效果，而且具有对温度、压力和加速度的变化更不敏感的优势。本文从理论原理、技术实现、国内外研究进展几方面介绍了基于光谱烧孔效应的激光稳频技术，并对其在频率稳定技术领域的发展前景进行了展望。

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李大华   沈洪宇   于晓   高强   汪宏威  

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为了得到一种易实现且精度较高的双目测距方法，本文首先立体校正左右相机的非前向平行结构，然后运行改进的Census变换算法应用于立体匹配得到准确的视差值，最后根据双目视觉特殊的外极线几何结构计算出实际的距离信息。本文算法将原始Census变换的利用周围像素与一个中心像素作比较改进为多中心点相互监督融合，大大提升了立体匹配的精度。在实验室环境下利用两个完全一样的CMOS相机搭建双目测距实验平台并从硬件和算法以及标定过程上详细介绍了测距流程。将实验结果应用于实际距离测量与原始的Census变换作对比：2m测量误差精度提高了19.1%，改进的Census变换测量误差为6.4cm，满足高精度双目测距要求。

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胡婕   杜升平   郭弘扬  

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在空间激光通信领域中，ATP（捕获、瞄准、跟踪）技术是关键技术之一，是建立可靠通信链路的重要保证。传统ATP技术一般采用机械转动方式来完成转向控制，存在体积大、转动惯量大、功耗高等缺点，无法满足空间激光通信轻小化、低功耗等实际要求，因此对非机械式光束扫描技术的研究具有重要意义。与传统ATP技术相比，光学相控阵技术具有高扫描精度、随机偏转、稳定性好等优点，是目前最具潜力的非机械式光束扫描技术之一，其中基于液晶材料的光学相控阵技术发展迅速。本文简要介绍了光学相控阵用于光束扫描的基本原理，综述了基于液晶材料的光学相控阵研究现状，分析了利用液晶光学相控阵用于光束扫描过程中三大关键性能指标以及影响因素，对提高关键性能的途径作了简要总结。

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杨超   刘本永  

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针对传统图像前后景分离算法需要人机交互且分割结果差、效率低、人工种子点选取难等问题，提出基于颜色和纹理特征及区域生长与合并的自动前后景分离算法。首先对图像进行分块，并将图像转换到CIE Lab颜色空间，然后提取各图像子块的颜色和纹理特征，选择特征均匀块作为种子点，最后采用区域生长算法得到分割图像。为了改善区域生长容易产生过分割现象，采用区域合并算法把应该属于同一区域的图像块合并。实验结果表明，本文算法的分割结果较好、处理时间和算法复杂度较传统算法更优。

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王珏敏   赵威梓   阳帆  

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为了便于广大基层质检人员定量分析电光源频闪，本文提出了一种无需使用光源频闪测试仪、数字示波器等设备，仅需利用普通光谱仪采集一定时间内被测电光源的瞬态光谱数据，通过光谱分析定量研究电光源频闪的方法。利用该方法通过对明视觉光谱光效率函数的高质量拟合，被测电光源相对光通量计算及其8阶傅里叶拟合，计算分析了白炽灯、LED灯丝灯、碘钨灯三种电光源的闪烁百分比、频闪深度、频率，并与LFA-2000光源频闪测试仪测试结果进行比较。结果表明：该方法计算的三种电光源闪烁百分比、频闪深度、频率平均相对误差分别为4.93%、4.89%、10.17%；最大相对误差分别为8.31%、7.95%、14.22%。证明了该方法正确、可行、准确度较高。该方法可为相关仪器设备开发，及人工照明设备研究、质检提供参考。

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李勇   张惠芳   吴琼   何英   王燕  

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基于Xu博士设计的介质加载石墨烯等离激元波导(DLGPW)，提出并研究单介质加载双层石墨烯对称表面等离激元波导(DLTGSSPW)。在DLTGSSPW中，双层石墨烯中的表面等离激元(SPP)会相互作用，形成耦合的SPP模，即对称和反对称SPP模。通过采用有效折射率法(EIM)和有限元法(FEM)，发现耦合的SPP模的有效折射率、传播损耗、模式数目及电场强烈地依赖于DLTGSSPW的波导参数，例如入射波长、单介质条的高度和宽度等等。耦合的SPP模与三层介质平板波导中的导模很相似。另外，当单介质条的高度足够大时，在每层石墨烯中，耦合的对称和反对称SPP模退化成非耦合SPP模，DLTGSSPW可被看成两个独立DLGPW。 DLTGSSPW的结构简单而又易于合成，在集成光学中有潜在的应用价值。

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高英哲   袁毅   马振鹤  

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光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography, OCT）技术具有非接触、分辨率高、采集速度快等优势，不仅能够显示样品三维结构，而且能够检测样品中的运动信息。本文构建了高分辨率光谱OCT血管成像系统，系统横向分辨率~6.7微米，纵向分辨率~4.7微米，相机线采集速度140k线/秒，能够在2秒内完成三维扫描。在此基础上，通过相邻B扫描图像差分运算提取血流信息，实现血管成像。应用该系统扫描了大鼠大脑皮层的三维血管网络，实验结果表明系统具有对毛细血管成像的能力。

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滕文秀   王妮   陈泰生   王本林   陈梦琳   施慧慧  

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针对遥感影像标注数据获取困难、模型泛化能力较弱的问题，提出了一种面向高分辨率遥感影像场景分类的无监督域适应方法，该方法首先利用深度卷积神经网络VGG16学习场景影像的深度特征，然后利用对抗学习方法最小化源域和目标域特征分布差异，提高模型对目标域数据集的泛化能力。为了验证本文方法有效性，构建了一个多传感器、多分辨率、多地理区域、多类别的大型遥感影像场景分类数据集作为源域数据集，并将UC-Merced和WHU-RS两个通用数据集作为目标域数据集进行实验，实验结果表明，本文方法在目标域数据集没有标签的情况下，能够提高模型对目标域数据集的泛化能力。

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吴仍来   全军   孙萌涛  

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等离激元新模式的探索可为新型光场的发现和调控提供新思路，但等离激元的求解会受到外场的影响,单个外场很难同时激发所有的等离激元模式。因此，本文发展了紧束缚近似下的本征方程方法来寻找二维量子点的等离激元。在求解完等离激元频率后，结合等离激元频率处电荷的分布情况，发现量子点中各种等离激元模式会呈现出不同的电荷极化和局域特征：从极化特征出发得出电荷可能在横向或纵向上分别呈现单极、偶极或四极极化；从局域特征出发得出电荷可能局域于量子点的边界、端点或中心处。根据电荷极化和局域特征进一步提出设想：电中性二维体系可能有24种等离激元模式，带电二维体系可能有27种等离激元模式。同时，各类等离激元模式的尺寸效应还可能不同，如：纵向尺寸增加时，单极-偶极端点模式的等离激元频率会红移，偶极-单极端点模式的等离激元频率会蓝移。

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赵建堂  

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针对单幅图像去雾问题，提出了一种基于深度学习的单幅图像去雾算法。经过统计实验发现，雾霾天气下的大气光照对YUV颜色空间的亮度通道影响最大，对色度通道影响较小，因此，提出的卷积神经网络通过学习雾天图像与清晰图像的YUV各个通道之间的映射关系实现去雾。网络结构由相同的两个特征模块组成，特征模块主要包括多尺度卷积，卷积和跳跃连接结构。多尺度卷积的设计不仅能够自动识别有雾区域，而且可以捕获不同尺度的图像特性；跳跃连接方式极大地丰富了图像在重建去雾图像时的特征维度，同时弥补了纹理信息恢复的不足。实验结果表明，无论是在合成雾天图像还是自然雾天图像上，本文提出的去雾算法恢复的图像具有较高的清晰度和对比度，在主观评价和客观评价上均优于其它对比算法。

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刘怀广   王迪   杨金堂   刘源泂  

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为有效解决锂电池涂布生产中的在线自动检测问题，提出了一种锂电池涂布在线检测硬件系统及控制方案。首先对锂电池涂布生产系统进行分析，建立了基于线阵相机视觉测量系统方案；然后研究了线阵相机的标定技术，根据涂布检测需求采取了单维度标定法，简化了标定方法；从而对相应的软件系统进行开发，并应用于现场实践。实践结果表明：该标定方法满足实际生产中涂布测量需求。

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王成福   耿国华   胡佳贝   张勇杰  

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摘 要：数字博物馆往往具有网络功能和资源共享，若使用原始扫描点云直接建模，会消耗大量资源，增加网络负担，降低用户体验。基于上述问题，本文提出一种特征感知的三维点云简化方法，首先通过构造八叉树搜索每个点的k近邻点，并计算每个点的法向量，以此检测边缘点并保留；然后使用期望最大化算法根据点的局部分布对点云进行聚类，并确定高曲率的点；最后，使用边缘感知的有向Hausdorff距离方法进行点云简化，合并上述点云并删除重复点，最终实现模型简化。该方法简化结果适用于不同曲率变化的模型，并且能够在保留尖锐特征的同时，显示模型整体轮廓。实验结果表明，本文简化算法不仅能够保留原始模型的几何特征和轮廓外貌，还有效地避免了简化过程中孔洞现象，且几何简化误差较低。

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孙静静   赵飞  

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天基空间目标抵近观测时，获取的图像帧频高，原始图像冗余度高，数据量大，所以，必须要作分类处理，提取有用信息，抛弃图像黑背景，为了达到实时观测，往往需要在站（in- situ）处理,用简洁高效快速的算法对图像进行分类，提高识别效率。非负矩阵分解算法（Non-negative Matrix Factorization ，NMF）已成熟应用于人脸识别，比较了空间目标图像识别与人脸识别的类似点后，将NMF延用于空间目标图像分类研究。在两种传统的NMF算法的基础上改进迭代规则得到稀疏NMF算法，并分别将这三种算法应用到二维和（2D）2维度。在实验室模拟空间光学环境，获得多组天基空间目标缩比模型图像，并建立了训练样本库和测试样本库，预处理图像后，采用多种非负矩阵算法对训练样本库进行特征基提取、采用最小距离分类识别器进行测试样本的分类识别。试验结果显示：相比于传统NMF72%的识别率，（2D）2NMF识别率提高6%，且测试耗时节省30%；与2DNMF算法74%的识别率相比，（2D）2NMF识别率提高4%，但是其测试耗时却增加了10%。初步验证了NMF算法用于天基空间目标图像识别，准确率较高，速度快，资源开销少的有利特点。

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陈寅栋   李朝锋   桑庆兵  

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本文提出了一种新的卷积神经网络与深度回归森林结合的无参考图像质量评价方法，该方法首先对原始图像进行局部对比度归一化处理，然后使用卷积神经网络提取图像质量的判别特征，最后使用深度回归森林预测图像质量。本文方法无需手工设计图像特征，简化了图像的预处理过程，较少的卷积层数有利于减少网络的训练时间。使用深度策略对回归森林进行集成，提高了单一森林的预测精度。在LIVE与TID2008数据库上的实验结果表明，本文方法能很好地预测图像质量，并具有良好的泛化性能与较高的准确率。尤其在JP2K、BLUR和WN三种失真类型上均表现出了良好的性能。

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吕卫   王粟瑶  

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针对三维成像激光雷达系统中时空分辨率高，高带宽连续采集下需要大量的存储空间，本文设计了三维成像激光雷达高带宽数据采集与存储系统。该系统采用多片超带宽ADC对多路回波信号同步采集，通过FPGA实现对多路ADC同步采集控制、多通道高带宽数据缓存。为保证系统存储的实时性，通过PCIE 3.0将数据传输到单板计算机，将回波数据存储到SSD大容量盘阵中。对于系统中多片ADC采样数据不同步问题，提出了高速信号同步触发电路及FPGA固有路径延迟校准算法。为了精确测量激光雷达内光路触发脉冲与系统时钟之间延时量，设计了基于多级IODELAY延时单元时间数字计数器（TDC）算法，时间分辨率高达52ps。经验证，系统最大存储带宽为5.12GB/s，存储容量为24TB，在数据采集和存储上表现出很强的实时性和同步性，有很高的实用价值。

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王彤璐   孙鑫鹏   李晔   史俊锋   Xu Lin (徐林)   李朝阳   臧彦楠  

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大功率光纤激光器受制于单光纤输出的非线性效应，因此需要多个光纤激光器组成光纤激光器阵列，进行光束合成以形成单束聚焦光束，并保证光束在湍流大气中长距离传输后仍可获得高功率、高光束质量的激光输出。本文采用19束激光阵列设计激光阵列相干合成系统，仿真研究了19束激光相干合成的阵列光束的相干传输过程以及其在自由空间中的传输特性，用以指导实际激光阵列相干传输系统的建立与运行。

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刘博   雷正龙   周恒   汪宏辉  

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Ti2AlNb基合金的组织结构对其力学性能起决定性作用，本文研究了热轧态、1080℃/40min/水冷热处理（HT1）和980℃/3h/油冷热处理（HT2）的Ti-22Al-27Nb合金板材的激光焊接组织与性能。在激光功率1500W、焊接速度1m/min的工艺参数下可得到成形良好的焊缝。热轧态、HT1和HT2板材的组织分别为B2+O（针状）+α2（棒状，分布在晶内）相、B2相、B2+O（细小的棒状）+α2（晶界不连续析出、晶内部分溶解）相。热轧态和HT2板材接头的热影响区组织从熔合线到母材方向依次为B2相区、B2+α2相区和B2+O+α2相区，而HT1板材的热影响区组织为单一的B2相。热轧态板材的焊接接头在室温和650℃下的抗拉强度1023MPa、675MPa，延伸率为5.48%、2.56%。HT2板材焊接接头的室温和650℃抗拉强度分别为860MPa、680MPa，延伸率明显提高，分别为7.04%、4.97%。

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孔梦龙   谭中伟   张琳  

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摘要：傅里叶分析是在物理和工程等学科上广泛应用的一种数学工具。近年来随着待检测的信号的频率越来越高，光学傅里叶变换的高带宽快速性的优势得到凸显，成为一种重要的实时射频信号检测技术。本文主要对基于光纤色散和时间透镜系统实现光学傅里叶变换的几种方法的原理、实现条件和分辨率等性能进行比较和总结。介绍了基于光学色散的从频域到时域的变换系统的分辨率。对基于时间透镜的时域到频域和频域到时域方案的时间孔径、分辨率、时间带宽积、输出结果的准确性也进行了分析，并结合每种方案介绍了应用现状。最后对实现光学傅里叶变换的研究方向简单总结和展望。

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王艳   杨艳春   党建武   王阳萍  

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针对传统的基于多尺度变换的图像融合存在对比度不高、边缘细节等信息保留不理想的问题，提出了一种基于NSCT的自适应模糊逻辑和自适应PCNN的融合算法。对于低频子带，采用基于自适应模糊逻辑的融合规则；对于高频方向子带，采用方向信息自适应地调整PCNN的链接强度，将源图像的边缘特征作为PCNN的外部刺激，再根据脉冲点火幅度融合子带系数。实验结果表明，本文融合算法能较好地突出融合图像的目标信息，提供丰富的背景细节，在融合图像的清晰度和人眼视觉方面取得较好的融合效果。

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马英怡   刘玉德   石文天   王朋   祁斌   杨锦   韩冬  

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为探究高功率高速率脉冲式选区激光熔化技术对316L不锈钢粉末成形的影响，通过提高扫描速度和调节线间距对成形样件表面形貌、致密度、成形缺陷、微观组织和力学性能进行研究，以获得致密度高且力学性能好的成形件。结果表明，激光功率380W、铺粉层厚50μm、线间距90~130μm时，扫描速度为750mm/s的成形件致密度最高达99.99%，力学性能优良，屈服强度、拉伸强度和延伸率分别可达到625MPa、537MPa、38%。样件成形过程中常出现六种典型缺陷，且扫描速度对缺陷形成有很大影响。随着扫描速度增加，微观组织中等轴晶数量会增多导致延伸率下降，但适当提高扫描速度可细化晶粒提高机械性能。

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张明   王军凯   吕晓琪   张晰   李菁   刘根旺   张婷  

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卫星遥感技术是目前海冰漂移检测的重要手段，其中极化特征能够更加全面的描述电磁散射特性和复杂的海冰目标,增强海冰纹理特征的识别能力。本文基于Sentinel-1遥感数据，对SAR极化特征数据在海冰漂移检测中的应用进行了深入研究。首先研究了HH和HV极化数据在海冰漂移检测中的差异，对两种极化数据应用于海冰漂移的优劣进行了合理分析。然后通过分析发现两种极化数据检测到的特征信息具有互补的特性。最后通过特征融合的方法将两种极化数据得到的特征信息有效地应用于海冰漂移检测中。实验结果表明本文方法得到的海冰漂移矢量在空间分布和覆盖率方面均得到了提高，从而证明该方法能够有效地应用于海冰漂移监测。

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王德洋   朱鸿鹄   朱泳   施斌   齐贺  

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针对传统土工试验仪器中存在的测力读数效率低、误差大、精度低等问题，提出一种基于分布式光纤应变感测的测力方法，以使测得数据更加精确、可靠，并且实现自动化测量。开展了基于布拉格光纤光栅技术（FBG）和布里渊散射光时域分析技术（BOTDA）的薄壁圆环加载试验，详细阐述了分布式光纤传感器的原理、数据拟合及误差分析等问题。为了更进一步验证其可行性，试验中对光纤布拉格光栅技术（FBG）和布里渊光时域分析技术（BOTDA）所获结果进行了对比分析。试验结果表明：通过BOTDA数据计算的作用力更加接近实际测量值，初步证明了分布式光纤监测技术满足土工试验试验数据采集的精确性要求。光纤监测技术在土工试验仪器开发中具有广阔的技术优势和应用前景。

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杨倩   胡勇   丁雨田   许佳玉   杨小康   吴栋  

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选区激光熔化技术相较于传统成形工艺具有特殊的成形方式和工艺特点，因此该技术对合金粉末特性亦有较高要求。本文对气雾化技术制备的IN738合金粉末物理性能进行了全面表征，采用激光粒度分析仪、激光共聚焦显微镜和场发射扫描电镜分析了粉末粒度分布、颗粒表面粗糙度及粉末和SLM成形件表面形貌和内部组织。结果表明：大部分IN738合金粉末呈球形或类球形，粒度呈正态分布，d10为14.96 μm，d50为28.72 μm，d90为52.85 μm；粉末流动性为23.4 s/50g，粉末对激光的吸收率随颗粒粒径和表面粗糙度的增大而增大；成形件表面熔道搭接较好，致密度达99.3%，在其表面和内部存在粉末飞溅现象，成形件纵截面为“鱼鳞状”熔池形貌，熔池组织由柱状晶和等轴晶组成，细长的柱状晶垂直熔池边界并贯穿多个熔覆层。

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曹文娟   高万荣   伍秀玭  

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为了实现超宽带光源的谱域光学相干层析术光谱精确标定，提出了适用于实际系统的多普勒频移标定方法。首先用光路模块整体运动替代传统的样品臂平面镜运动的实验方式，使标定方法适用于实际情况，然后在运动中采集一系列随时间变化的光谱，最后通过傅里叶变换分析光谱分布范围。结果表明，相比于传统标定方法，本文标定方法拥有更高的精度，系统轴向分辨率有所改善，为接下来的生物组织成像提供了必要的条件。

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孟庆龙   张艳   张彬   尚静  

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提出并设计了一种光控可调谐且具有多个吸收频带的太赫兹超材料吸收器，并采用CST 2014仿真软件对该吸收器的结构进行仿真；为实现设计的吸收器能从单频带到四频带的完美吸收，在衬底上通过组合设计了4个不同长度的金属条；为深入研究该吸收器的传输特性，分别对该吸收器在4个吸收峰处的电场分布进行仿真；为了进一步实现该吸收器的光控可调谐，利用泵浦激光照射填充在两对金属条中间的光敏介质。仿真结果表明：该吸收器在4个吸收峰处吸收率均超过了95%，并由4个共振频率所对应的电场（|E|）分布可知，该结构的共振机理源自于4个不同长度的金属条所对应共振频率的线性叠加；该吸收器很好地实现了从四频带到双频带的调控。

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周博   秦岭   龚伟  

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针对使用传统引导图滤波进行代价聚合的立体匹配算法，由于采用固定的惩戒参数而不能兼顾处理图像高纹理区域和低纹理区域的问题，提出一种基于LoG算子的加权引导图滤波立体匹配算法。该算法采用加权AD与梯度相融合的方式计算匹配代价；再利用基于LoG算子的引导图滤波进行代价聚合，实现惩戒参数自适应；最后使用WTA策略计算视差并采用一种二次插值的方法进行视差精细化得到最终的视差图。实验结果表明，所改进算法在Middlebury测试平台上对测试图集的平均误匹配率为4.32%，改进算法能有效地兼顾处理图像高纹理区域和低纹理区域，并降低视差图的误匹配率。

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胡佳佩   吴超   翁俊旗   王一卉   贺香红  

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因具有优异的光电性质和广泛的应用潜力，全无机铅卤钙钛矿纳米晶最近几年引起了人们极大的关注。通常，铁系金属离子导致荧光猝灭。本工作反其道而行之——以铁系金属氯化物为氯源，用室温过饱和结晶法制备了立方相CsPbCl3蓝光纳米晶。研究发现，铁系氯化物中的铁系离子（Fe3+、Fe2+、Co2+和Ni2+）并没有完全猝灭所得纳米晶的荧光；其中的氯离子充当氯源，与Cs+及Pb2+结合形成CsPbCl3纳米晶。所得纳米晶在365 nm紫外光激发下发出色纯度高的纯正蓝色荧光，量子效率稍高于氯化铅为氯源所得的CsPbCl3纳米晶的量子效率。

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姚龙超   吴学成   林小丹   吴迎春   陈玲红   高翔   岑可法  

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搭建了基于高速数字全息的燃烧颗粒测试系统。通过对全息图的处理，观察了竹粉颗粒形貌变化和颗粒破碎等现象；验证了对颗粒三维轨迹追踪的可行性；比较了燃烧前后颗粒粒径分布和速度分布的变化。重建结果展示了各种不同形貌竹粉颗粒的清晰图像，对三维运动颗粒的形貌变化有很强识别能力。统计结果表明，燃烧后的小颗粒（小于30μm）数量增多，大颗粒（大于50μm）数量减小；径向速度分布范围变大；轴向速度整体增大，并出现双峰分布。与观察结果较好地拟合。研究证明了高速数字全息对燃烧生物质颗粒的多参数、原位、定量分析的巨大潜力。

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朱宏基   于凤芹  

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为提高目标跟踪算法的准确性和适应目标尺度变化的能力，提出一种特征权值与尺度自适应的核相关跟踪算法。首先，提取目标搜索区域的HOG特征和CN特征进行自适应权值融合，通过融合特征的相关滤波响应图峰值找到目标位置；然后利用权值较大特征的相关滤波响应图峰值和峰值旁瓣比的乘积作为尺度评估依据，对目标尺度进行粗略和精确估计，从而得到目标的最佳尺度。在OTB-2013数据集上的仿真实验结果表明，本文算法相比核相关滤波跟踪算法以及其他5种跟踪算法在跟踪精度和成功率都有明显的提升，跟踪精度为0.799，成功率为0.723，且能较好的适应目标尺度的变化。

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高雪松   李宇昊   张立强   陈志华  

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针对智能车间对自动导引车（AGV）的绝对停车定位精度的要求，提出了一种基于Surf算法的QR图像识别以实现AGV精确定位的方法。该方法首次提出了一种基于Surf算法的精确定位技术，通过视觉导引系统识别地面铺设的QR二维码完成定位预判与姿态矫正。首先对获取的QR图像预处理，并采用Surf算法提取图像中的特征点信息；然后，匹配实时拍摄的图像与目标图像的特征点并利用最小二乘拟合获取图像之间的转换矩阵；最后，将获取的转换矩阵结合AGV的视觉导引模型实现AGV的精确定位。实验结果表明：利用本文提出的精定方法，在结构尺寸较大的重载AGV中，其定位鲁棒性也可以达到较好的效果，且精度达到±1mm。

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毛一鸣   王建明   晏涛   陈丽芳   刘渊  

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光场图像记录了三维场景空间中光线的方向与颜色信息，可以用来推断场景的深度。现有光场图像的拼接算法主要是用基于求解图像间的全局投影变换矩阵的方法来实现，当目标场景的结构较为复杂或视点间位移较大时，通常无法得到准确的拼接结果。由于三维场景可以近似看作由多个空间平面或曲面构成，本文提出一种基于空间平面分割和投影变换的光场图像拼接算法。首先依据光场深度信息对目标场景进行平面拟合和分割,并根据颜色信息利用马尔科夫模型对分割结果进行优化。其次采用光流法计算不同视点光场图像之间对应光线的匹配关系，求解每个分割区域上的变换矩阵并进行区域投影和图像拼接。最后使用最小缝合线及泊松优化的方法对重叠区域进行融合处理，生成大视野的光场图像。实验结果表明，通过本文算法生成的光场拼接图像清晰无缝，可用于光场全景图像生成、图像重聚焦以及三维重建等场合。

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潘露   张成林   王亮   刘麒慧   王刚  

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在拥有自主知识产权的TB-2800选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）设备上制备316L不锈钢，研究了选区激光熔化不同工艺参数（激光功率、扫描速度和扫描间距）制备316L不锈钢成形件裂纹的形成和变化规律，分析不同位置处裂纹的组织结构和机理。引入线能量密度（E=P/v）为综合参数，借助于金相显微镜观察能量密度与样品裂纹数量、种类和位置关系，借助于SEM、EDS和EBSD研究典型位置裂纹的缺陷形貌、化学成分、相和晶粒尺寸。结果表明，当线能量密度达到400J/m时，开始出现裂纹，随着线能量密度的继续增大，裂纹逐渐增多，当线能量密度达到583J/m时，缺陷主要为裂纹缺陷，当线能量密度达到875J/m时，裂纹呈条状且尺寸明显增大，裂纹与裂纹之间已相互连接，贯穿样品横截面。选区激光熔化过程中所产生的裂纹主要包括微孔聚集型裂纹、气泡聚集型裂纹和热裂纹三种，其中热裂纹分为浅表形裂纹和深沟形裂纹两种形貌，热裂纹周围晶粒尺寸在2μm-10μm之间，热裂纹内部存在撕裂锯齿状和河流状，主要是由于成分偏析形成低熔点共晶化合物导致的穿晶裂纹和沿晶裂纹。通过调整工艺参数（线能量密度222.2J/m，激光功率200W、激光扫描速度900mm/s）,获得了无裂纹无气泡、少量孔隙的成形件。

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李良福   胡敏  

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裂缝具有分布杂乱无规则、粗细不均等特性，检测准确率往往不高。小目标检测受图像本身分辨率低和噪声的影响，使用传统的检测方法处理，得到的检测结果通常也不理想。针对上述问题，提出一种基于生成式对抗网络的细小裂缝分割方法。该方法在判别器结构中引入了分割分支，将生成式对抗网络与语义分割网络合二为一，兼具了超分辨率图像重建功能与分割功能。在处理细小裂缝分割问题时，该方法首先将低分辨率的细小裂缝图像转换为超分辨率的粗大裂缝图像，然后对转换后的超分辨率图像进行分割。实验结果表明，该方法更容易识别出细小裂缝并进行准确的分割，与传统的分割方法相比，该方法的分割召回率较之前增加了6%，平均IU增加了10%。

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袁丽莎   娄梦莹   刘娅琴   杨丰   黄靖  

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针对传统掌静脉识别任务中，对掌脉图像的质量要求高，需要根据图像特点设计复杂的特征提取算法等问题，提出了一种结合深度神经网络和随机森林的手掌静脉分类新方法，能自动提取掌脉特征并进行分类识别，避免了人工选择特征提取算法的局限性，有效降低了手掌静脉的分类误差。该方法首先利用预训练深度神经网络模型AlexNet提取掌脉特征，然后采用主成分分析法（PCA）对提取的高维掌静脉特征进行降维处理，以减少存储空间、降低分类误差，最后结合对噪声具有很好容忍能力的随机森林进行分类。评估实验所用的数据库来源于公开的PolyU库、CASIA库和自建库，测试精度分别为100%、97.00%、99.50%。相较传统方法，文中所提方法具有更好的鲁棒性。

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卓东   景军锋   张缓缓   苏泽斌  

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针对短切毡缺陷检测时传统人工方法准确率低、误检率高的问题,采用卷积神经网络提取缺陷图像特征，提出基于卷积神经网络的短切毡缺陷分类方法。通过旋转、平移、翻转等方法对数据集进行扩充，解决小数据样本在深度卷积神经网络上容易过拟合的问题；使用迁移学习的思想加速网络收敛，提高网络的泛化能力；通过实验对比不同网络结构对数据集的拟合能力，选择效果较好的网络进行测试集数据验证。实验结果表明，该方法能够实现短切毡缺陷的有效分类，准确率为93%。

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姚燕生   汪俊   陈庆波   丁晨   唐建平   葛张森  

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激光增材制造技术主要分为选区激光熔化（Selective Laser Melting）和激光直接沉积（Laser Direct Deposition）,其能够满足个性化需求，制造复杂构件时具有无可比拟的优势。本文简要介绍了激光增材制造技术的原理与方法，通过对国内外有关文献的调研与分析，阐述了目前激光增材制造构件的残余应力、裂纹、球化和孔隙等内在缺陷所对应的处理方法和工艺；并提出了综合解决激光增材制造产品缺陷的方法。

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徐冬宇   厉小润   赵辽英   舒锐   唐琪佳  

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光学遥感数据中大量云的存在严重影响了遥感图像的质量，从而降低了图像的数据利用率。为了快速准确的实现高光谱遥感图像的云检测，基于光谱反射特性分析研究多种背景下的快速云检测方法。在此基础上将光谱反射特性与云的纹理特性相结合，提出基于动态分形维数和辐射量特性相结合的云检测综合算法。本文将以EO-1卫星的Hyperion传感器拍摄的高光谱遥感图像为例，研究不同下垫面的含云遥感图像，并增加了对厚云区和薄云区的检测与分析。首先利用三个波段的光谱反射特性粗识别厚云区、薄云区与下垫面，再利用二均值聚类初步分割含云子图从而得到云区的动态分形维数。根据云区与下垫面纹理特性的差异，将厚云区、薄云区与下垫面进行精确分割。对比遥感图像云检测的两种算法，本文所提算法能更加精确识别薄云区，在极大的提高遥感图像云检测精度的同时又能达到星载高光谱图像快速云检测的要求。

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陈进湛   夏汉定   陆荣国   周晓燕   石兆华   张颖娟   吴之清   叶鑫   黄进   吴卫东   李波  

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光致暗化效应是高功率掺镱光纤激光器稳定性、可靠性及寿命的重要限制因素。对掺镱光纤光致暗化性能进行精确表征和物理诊断是理解光致暗化产生机理及建立光致暗化消除技术的前提和基础。本文首先介绍了表征掺镱光纤光致暗化性能的主要物理参量；其次，综述了掺镱光纤光致暗化性能的物理诊断方法，分析了不同方法的优缺点及适用范围，阐述了影响光致暗化性能的关键因素；最后，总结全文并对未来掺镱光纤光致暗化性能物理诊断研究方向进行了展望。

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姜沛沛   杨燕  

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针对暗通道先验算法中明亮区域透射率估计不足及景深边缘处出现Halo效应的问题，提出一种基于高斯衰减的自适应线性变换图像去雾算法。首先，建立有雾图像与无雾图像最小值通道之间的线性变换模型；其次，利用有雾图像最小值通道构造高斯函数来自适应补偿估计明亮区域透射率，提升明亮区域透射率的准确度，再使用交叉双边滤波器消除透射率纹理效应；最后，根据大气散射模型复原图像。实验结果表明，所提算法能有效改善明亮区域色彩失真以及景深边缘Halo效应问题，同时复原的图像细节明显，饱和度适宜。

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张家莲   李发亮   张海军  

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3D打印技术（又称增材制造）是先进制造技术的一个重要的发展方向，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术是增材制造技术的一个重要分支，在成型复杂结构件、缩短零件加工时间和降低成本等方面展现出巨大优势，被广泛用于铝基、钛基、镍基及铁基材料的制备。本文阐述了SLM技术的原理，总结并分析了国内外采用SLM技术制备各种金属基合金材料的研究现状和存在的问题，展望了其未来的发展趋势。

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褚晶辉   李晓川   张佳祺   吕卫  

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在基于3D多模态MRI图像的精细分割任务中，现有端到端的深度学习方法存在分割边界模糊、假阳性点较多等问题。本文提出一种基于级联的2.5D卷积神经网络用以解决上述问题。本文将该任务拆分为脑肿瘤整体分割、肿瘤核分割、增强肿瘤分割三个子任务的级联，并将三个子任务的分割结果合并生成最终结果。在每个子任务中，首先，对3D图像进行轴向、矢向、冠向的样本裁取，生成训练网络所需要的2.5D图像；其次，将2.5D图像输入至本文所提2.5D V-Net中进行训练；最后，将所得2.5D分割结果拼接成3D结果，并进行轴向、矢向、冠向的合并。本文采用十折交叉验证证明，所提方法在肿瘤整体、肿瘤核、增强肿瘤分割的dice分别可达0.9071/0.8542/0.8140，可基本满足临床需要。

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王孝贤   郭健   王会峰   王晓艳   穆柯楠   苟旭辉   倪敬雪  

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铁路轨道的平顺性对列车行驶的安全性、平稳性和舒适性有严重的影响，为了确保列车行驶的安全和舒适，铁路部门需要定期对轨道的平顺度进行检测。本文提出了一种基于激光基准的轨道平顺度检测仪，可以对轨道的高低不平顺度、轨向不平顺度和曲率进行检测。轨道检测仪使用激光作为平顺性基准，利用水平仪和远程聚焦系统使激光器发射的激光垂直入射到光电靶面上，通过数据采集单元采集数据并传送给数据处理单元，数据处理单元将得到的数据进行分析处理，得到轨道的不平顺参数，并在人机交互界面上显示。通过现场实验，该轨道检测仪可靠性高，便携易安装，测量精度高，检测距离可达到200m，测量精度1mm，且可以昼夜工作。

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傅思勇   吴禄慎  

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基于局部曲率或法向量夹角等微分信息的特征点检测方法存有一定的缺陷，为此提出一种新的点云特征检测算子——直线截距比特征检测算子。首先分析相邻点云之间的几何关系，在此基础上提出直线截距比的定义，根据相邻两点之间的直线截距比值和其各自法向量夹角大小的关系，构建了特征筛选条件函数，针对因点云的非均匀性可能会引起特征点误判问题，引入关于点距的高斯函数对直线截距比值和筛选条件函数进行修正。随着模型中噪声强度的增加，该算法的特征误识别率低，对于不同采样密度的模型均能较好地甄别出点云中的细微特征，对比与多尺度曲面变化度检测方法（MSSV）和基于统计分布的法向量夹角检测方式（NASD），该方法所提取出的特征点更能完整的表示出模型的外貌；对于精简70%的Armadillo模型，该方法所耗时32.45ms，为MSSV方法的40%及NASD方法的52%。实验结果表明，该算法能快速、准确地筛选出特征点，具有良好的抗噪能力。

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王海涌   王腾飞   朱宏玉   刘涛   葛成军  

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为了提高星敏感器星像点质心定位精度，需对镜头做离焦处理，以获得最优的星像点轮廓。星像点质心定位精度与离焦像点半径及噪声强度两者密切相关，然而目前离焦调节完全依赖于经验，本文分析了不同离焦像点半径及不同噪声强度下的质心定位误差，建立了质心定位误差关于离焦像点半径和噪声强度的函数模型，在质心定位误差确定条件下也可以得到离焦像点半径与背景噪声强度的一元函数关系，仿真实验表明在给定的质心定位精度下，最优高斯半径与噪声强度近似满足抛物线关系，确定了噪声强度后即可得到最优的像点高斯半径值。该算法对于星敏感器的调焦具有工程指导意义。

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吴礼洋   凌粼   贾方超   杜少毅   胡智勇  

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传统的仿射迭代最近点算法可以快速准确的完成两个图像点集的仿射配准，但是当两图像点集之间存在局部形变、噪声、离群点干扰和点集缺失时，该算法通常难以实现较好的配准结果。针对上述问题，本文提出了一种基于控制点一致性约束的稳健仿射迭代最近点算法。该算法建立了一个控制点约束下的目标函数，并通过迭代的筛选高精度形状控制点作为形状约束来引导数据点集仿射配准到目标点集。在算法的每次迭代中，首先使用前一次迭代获得的仿射变换，建立数据点集和目标点集的最近点对应关系，然后采用随机抽样一致性方法筛选高精度形状控制点，接着利用控制点约束下的目标函数更新仿射变换。实验结果表明，与传统的图像点集仿射配准算法相比，本文算法的准确性和稳健性得到了显著提高。

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余廷   陈杰   饶锡新   张子翔  

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通过激光熔覆技术制备得到NiCrBSi镍基涂层，利用带能谱仪的扫描电镜和衍射仪分析涂层的显微组织和物相，通过盘-销实验评价了在不同温度（RT、600 ℃、700℃和750℃）下涂层的耐磨性能，讨论了700℃和750℃高温摩擦环境下显微组织演变和摩擦磨损机制，以确定涂层适用的工作温度区间。结果表明涂层主要包括γ-Ni、Cr3C7、CrB和Ni-B-Si共晶组织；700℃时增强相Cr3C7和CrB保持稳定，共晶组织轻微分解，涂层的耐磨性与常温比较略有下降，属轻微磨损，磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损；750℃时CrB未分解，但Cr3C7和共晶组织明显分解，这导致涂层磨损和软化严重，在边缘形成飞边，涂层因严重塑性变形而失效。

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曹建政   李灿   吴迎春   吴学成   陈玲红   邱坤赞   岑可法  

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针对喷雾场原位测量的广泛需求以及现有彩虹技术系统体积大、集成度低等问题，设计开发了一款基于全场彩虹测量技术的紧凑型彩虹折射仪。折射仪采用笼式结构和全密封设计，光路的整体尺寸明显小于传统的彩虹光路，折射仪的长宽高尺寸为0.42m×0.42m×0.15m。使用彩虹折射仪对单组分液滴折射率、双组分液滴浓度以及液滴温度进行了一系列实验测试。采用去离子水喷雾测试了折射仪的折射率测量精度，结果表明测量误差约为2×10-4。测量了0-100%体积浓度的水-乙醇溶液的折射率，并与文献数据进行了对比及误差来源分析。所研发的紧凑式折射仪具有测量液滴折射率的独特功能以及体积小、精度高等优点，在喷雾场测量中具有很好的应用前景。

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纪超   黄新波   曹雯   朱永灿   张烨  

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提出采用区域边缘特征和全局颜色特征分别提取图像的显著特征，再基于深度学习进行融合得到显著区域。区域边缘显著特征计算阶段：首先采用超像素表示图像，通过对区域的边界和物体边缘像素使用聚焦操作来计算区域显著特征；然后采用全局颜色显著性计算，利用颜色唯一性计算显著特征，最后基于CNN融合区域显著特征和全局显著性，获得最终的显著图，在统一的深度学习框架下通过在每一层多次共享权重，达到在不显著增加网络总参数的情况下增加CNN的深度。还提出采用循环结构网络，多次参考周围环境信息，剔除噪声特点。本文算法在MSRA和ECSSD图像库中进行测试，本文算法的F-Measure 和平均误差MAE均优于当前流行算法。

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吴海华   孙瑜   陈奎   李亚峰  

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本文利用选择性激光烧结技术制备的石墨预制体致密度低、开气孔率高的特性，结合水基丙烯酰胺凝胶体系的凝胶注模成型工艺，将多孔石墨预制体与含有莫来石的陶瓷浆料进行复合，经冻干和烧结后得到石墨/莫来石复合材料。分析了多孔石墨预制体孔径分布状态与性能，测得预制体的开气孔率为60%，密度为0.518g/cm3，导热系数1.01W/(m·K)左右，抗弯强度为1.7MPa。利用热重分析确定了莫来石陶瓷相的合理烧结工艺并对烧结后的莫来石陶瓷相的力学性能与导热系数进行了表征，烧结后的莫来石相对密度最高达到80.4%，抗压强度达到28.3MPa，抗弯强度达到27.5MPa，导热系数为2.35W/(m·K)。研究了进行后处理工艺的多孔石墨预制体对复合材料性能的影响，经后处理的石墨预制体与陶瓷相复合时可避免复合区域裂纹和两相结合不佳的现象发生，大大增强复合材料的整体性与界面结合性。

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刘洪普   郑梦敬   侯向丹   李柏岑   杜佳卓  

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在影像医学图像的诊断中，为了提高图像细节信息的清晰度，需要对图像进行有效的增强。现有的偏微分增强方法一般采用整数阶微分、分数阶微分或者有理数阶微分增强，由于这些方法仍达不到更好的处理效果，本文分析并研究了分数阶微分及其掩模算子的特性，提出了一种新的基于LBPV(Local Binary Pattern Variance)的分数阶微分的图像增强算法，运用LBPV理论对图像进行特征提取，找出图像的主方向，构建更加有效的分数阶掩模模板，从而达到图像增强的目的。实验结果表明：本文算法在增强图像的纹理和细节信息上有良好的效果。最后将该算法应用于医学图像中，并与现有的分数阶微分图像增强算法进行了比较分析，可以看出该算法对图像的纹理和细节信息增强有良好的效果。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第09期 pp.091006      

姜源   江毅   张柳超   王素梅  

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设计了一种基于飞秒激光加工的无膜式光纤气体压力传感器。通过熔接形成单模光纤-空心光纤-无芯光纤结构，熔接结构中的两个熔接面作为反射面，构成一个低精细度的外腔式法布里-珀罗干涉仪（EFPI）。利用飞秒激光加工结构中的空心光纤部分，烧蚀出一个与外界环境连通的小孔。外界气体压力变化时，引起法珀腔中气体折射率发生变化，通过测量法珀腔的光学腔长，可以得到对应的外界气体压力。实验结果表明，传感器在0-5MPa的腔长-压力灵敏度为1020.4nm/MPa，传感器的压力分辨力为2.4kPa。该压力传感器具有量程大、灵敏度高、分辨力高和线性度高等优点。

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陈欢   陈清江  

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针对传统算法在降噪过程中高频细节信息损失过于严重，本文提出一种结合深度学习的图像降噪算法。使用尺度感知边缘保护滤波器对图像进行多尺度分解，利用其尺度感知和边缘保持的特性对图像噪声等小结构信息进行移除，并保持其边缘细节不变；训练好的卷积神经网络模型用于学习图像细节信息并指导被尺度感知边缘保护滤波器处理后的图像进行细节恢复。实验结果表明，本文所提的降噪算法能够有效的进行降噪，并保持较好的高频信息。

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王祖武   韩军   孙晓斌   杨波  

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无人机在进行杆塔部件巡检时存在两个关键问题：一是在巡检过程中如何自动识别杆塔的方位，二是如何根据杆塔的方位来巡检杆塔与导线的连接部分。本文通过分析杆塔镂空的结构特征，提出一种基于杆塔梯度方向直方图特征的由远及近杆塔部件检测方法。该方法分为三个阶段，首先使用不同方位下杆塔HOG特征训练MLP神经网络，得到训练好的分类模型，再将航拍图像输入到分类模型中识别杆塔的方位，最终根据杆塔的方位来巡检局部目标。相比与深度学习网络，不需要大量的数据集来训练模型而且特征更加明确，更具有代表性，实验结果表明，本文方法在检测准确率上较Faster RCNN方法提高24.9%，运算时间减少70.9%以上。该由远及近的检测方法适合开阔环境下无人机对杆塔方位及局部部件的精确检测。

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尤阳   漆云凤   何兵   沈辉   邹星星   刘美忠  

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光纤激光的主动偏振控制技术可以在非保偏光纤中输出高消光比的输出，与保偏光纤相比，具有工艺简单，价格低廉的特点，因此近来成为激光领域的研究热点之一。本文介绍了主动偏振控制技术的基本原理，比较系统地阐述了近年来光纤激光的主动偏振技术在国内外的发展状况，梳理出了主动偏振控制技术发展的大致流程，介绍了用于偏振控制的一些常用的算法，最后对偏振控制的未来发展方向进行了展望。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第10期 pp.100001      

杨军   雷鸣  

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针对非刚性模型簇的对应关系计算问题，提出一种基于函数映射理论与循环一致性约束的三维模型簇对应关系计算方法。首先提出了使用结合迪杰斯特拉(Dijkstra)算法的最远点采样(Farthest Point Sampling，FPS)，即DFPS采样算法，得到三维模型簇的初始采样点；其次利用函数映射理论计算得到两个模型间的映射关系；最后利用循环一致性约束将两两模型的映射转化为三维模型簇中各模型间的多路一致对应关系。实验结果表明，本算法在一定程度上减小了三维模型间对应关系的等距误差，不仅可以实现两个模型间的对应关系计算，还适用于计算等距或近似等距的三维模型簇的一致对应关系。

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计婷   张乐   李伟   孙雪莹   王剑南   刘杰涛   邵晓鹏  

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近年来，研究人员基于菲涅耳非相干相关全息提出了一种新型、非相干、高分辨率的编码孔径相关全息技术，利用空间光调制器进行衍射分光和相位编码，进行三维全息记录，通过点扩散全息图与物体全息图的互相关重建物体。本文阐明了编码孔径相关全息记录和再现的基本原理，介绍了现有记录编码孔径相关全息图的系统与方法，着重分析了成像系统的分辨率、再现像质量以及相关技术研究进展，并讨论了该技术目前存在的问题与研究方向。编码孔径相关全息已经在动态三维成像、多光谱成像、生物军事医疗和自适应光学等领域展示了其应用潜力。

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王国庆   桂进斌   姜智翔   金晓宇  

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交互式全息显示因其独特的真三维显示能力，能够给用户带来自然、真实的人机交互方式。作为交互式全息显示系统的重要组成部分，手势识别模块将影响着交互过程是否成功、自然和舒适。在交互式全息显示系统中，手势识别方式主要有基于穿戴设备的识别，基于视觉检测的识别和基于全息3D显示的3D触摸检测。在本文中，综述了交互式全息显示系统的进展,讨论了三种交互方式的发展情况与优缺点，最后分析了交互式全息显示系统目前所面临的问题和发展前景。本文为交互式全息显示的进一步研究做了铺垫。

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刘财政   朱启兵   黄敏   李敏  

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拉曼光谱技术已被广泛地应用于混合物组分识别。然而，在混合物成分众多、存在未知物质干扰等情况下，现有的混合物组分识别方法的准确性难以满足应用要求。为此，本文提出了一种基于拉曼光谱的混合物组分识别新方法。该方法首先对混合物的拉曼光谱进行背景校正和去噪处理，以克服外界干扰；然后利用Voigt函数对拉曼谱峰进行拟合，获取其谱峰的拉曼位移、半峰全宽及强度作为混合物特征参数向量；最后，通过与数据库纯净物特征参数向量进行相关性分析，实现混合物组分的有效识别。论文构建了18种纯净物拉曼光谱数据构成的标准组分数据库，并对6种混合物进行了组分识别实验，新方法的识别准确率达到100%，验证了本文方法的有效性。

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罗学刚   吕俊瑞   彭真明  

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超像素是将图像进行像素语义分组，形成具有一定数量的与自然对象边界很好结合的区域分割方法。由于超像素更有利于局部特征与结构信息的描述，超像素已经成为图像处理、计算机视觉和多媒体应用流行的预处理步骤。近年来，学者们提出大量的超像素生成算法，选择和评价超像素算法已经成为新的研究课题。本文归纳并分析近年超像素算法及评价指标的最新研究成果以及最新应用；对各种算法实验用边缘召回率BR、欠分割错误率UER和紧凑度CO等定量评价指标进行对比，分析各自的优势和不足。分析结果表明当前的超像素方法在精度和效率上都有较大的提高，应用领域不断增加，但对于特殊应用领域的超像素性能难以达到要求，需要研究鲁棒性和适应性更好的超像素算法。

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王德宇   王雪坤   于文文   曹建军   钱魏莹   高淑梅  

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为解决机器视觉检测单色纹理皮革表面的印染缺陷时不能有效凸显的问题，采用解析法设计了一款可实现了离轴均匀照明的LED自由曲面阵列光源。首先，基于LED的同轴照度分布式和光线叠加原理，推导出空间自由曲面上的LED阵列离轴照度分布解析式。进而，通过引入基于模拟退火的粒子群优化算法，设定约束条件，构建均匀度评价函数，优化得到离轴均匀照明的LED自由曲面阵列的数值模型。据此，再运用3D建模软件设计出嵌入式模型以精准控制每个LED的角度，借助3D打印技术制作出实物光源。理论模拟和实物光源检测结果均显示，离轴角度为45?，目标面与LED阵列大小比值为1:0.85和1:4时，照度均匀度分别达到91.6%和98%以上，理论与实验结果高度吻合，且照度达到机器视觉精密检测要求。最后，将本光源应用于机器视觉系统，检测单色纹理皮革表面的印染缺陷，并与其他三种照明模式进行比较分析，结果表明，只有采用离轴均匀照明目标面，才可以凸显缺陷，通过图像处理可直接快速准确的识别缺陷。本文的设计方法、制作方案和搭建的系统均可拓展到大面积的皮革缺陷检测的照明系统设计。 关键词:：光学设计；LED自由曲面阵列；离轴均匀照明；机器视觉；缺陷检测

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候慧芳   景明勇   胡建勇   秦成兵   肖连团   贾锁堂  

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在光纤通信及精密测量等领域，激光光源的频率噪声特性会极大的影响系统的性能，对激光频率噪声的准确表征具有重要的意义。通常基于频谱分析仪分析拍频信号的激光线宽测量方法受到激光器低频噪声以及频谱仪扫描工作方式的限制，导致测量线宽加宽、误差较大，无法实现傅立叶极限分辨率的线宽测量。本文提出了一种基于时间分辨及傅立叶变换测量激光线宽的方法，其分辨率仅受限于傅立叶极限。在实验上通过时间分辨方法测量了半导体激光器和光纤激光器的线宽，并与频谱分析的方法进行了比较。对两种激光器不同积分时间下线宽测量证明，这种傅立叶极限线宽测量的方法相比于频谱分析的方法具有更小的测量误差，通过时间分辨方法获取频谱信息具有实时采集的特点。

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卢仪   卜小海   李栋先   刘飞佑   张泽武  

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红外探测技术在现代战争中已被广泛应用，如何降低军事目标被其发现的概率已成为该领域亟须解决的关键问题之一。光子晶体是一类新型的人工结构材料，具有高反射、低发射等特点，能够反射特定波长的入射电磁波。基于光子晶体的红外隐身材料的研究是当前红外隐身技术重要的发展方向之一。本文首先对光子晶体的结构及特性进行了简介，详细论述了光子晶体材料在红外隐身方面的应用现状，并对新一代红外光子晶体材料的研究进行了展望。

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纵宝宝   李朝锋   桑庆兵  

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图像显著性在计算机视觉领域有着广泛的应用。本文提出了一种基于Log-Gabor滤波的纹理和深度图融合优化的立体图像显著性检测模型，利用平面图像的显著性结合纹理与深度特征来检测立体图像的显著性。首先，通过改进的基于图的流行排序算法计算左视点的显著图；其次，提取左视点图像的纹理特征图以及立体图像的深度特征图，利用Log-Gabor滤波器分别计算深度显著图和纹理显著图；接着，利用线性加权融合方法将上述的三个显著图融合为3D显著图；最后，利用中心偏爱和视觉敏锐度增强3D显著图。本文利用公开的眼动跟踪数据库进行测试，结果表明所提算法具有很好的检测效果，优于文献报道的其他3D显著性模型。

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朱宇   石磊   魏家华   朱秋立   杨汝   赵顾颢  

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波分复用技术具有提高信道利用率，提升通信速率的优点，且在光纤通信中应用成熟。空间量子保密通信中使用波分复用技术有望解决目前存在着的通信速率较低，信道容量较小的问题。本文分析了空间量子信号和脉冲位置调制信号的误码率，设计了一种基于波分复用技术的空间量子-经典信号同传系统，通过软件仿真分析其可行性。在256ns内共传递15比特量子信息和128比特经典信息，经典信息误码率为 ，结果表明该系统可以有效实现空间量子信号和经典信号的共信道同传，扩大信道容量。

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刘秀   刘咏   张翠   金伟其  

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光电成像系统通常为典型的光学-离散采样成像系统，一般提高分辨力在设计上可采用增加成像系统物镜的焦距、增加探测器阵列的规模、减小探测器单元的几何尺寸并提高探测器的占空比等技术途径。本文介绍在探测器和光学系统限制下，提高成像系统分辨率的图像数据处理有效方法，主要介绍近年备受国内外关注的基于离散面阵CCD/CMOS探测器的亚像元成像技术以及超分辨率图像处理技术。

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江国业   李敏   徐平   庞铭  

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采用YLS-3000光纤激光器开展了激光熔覆钴基高温合金实验，通过光学显微镜、显微硬度计表征了激光熔覆钴基高温合金的宏观形貌、显微组织和显微硬度。结果表明：由于激光熔覆过程的预热作用，激光熔覆区域的正面形貌为喇叭形，即伴随激光熔覆过程的进行，熔覆层宽度有增加的趋势；由于激光熔覆过程送粉粉末方向和前道激光熔覆对基体有预热作用，且预热温度在空间分布不均，导致激光熔覆形貌为非对称性月牙形；在熔覆层表面中心区域观察到等轴晶，在熔覆层中部观察到非均匀树枝晶。由于激光熔覆钴基合金熔池混合充分，熔覆区域硬度比较均匀。由于钴基合金粉末和基体在熔化时的混合比例不同和不同位置温度循环的差异，导致熔覆层靠近基体硬度逐渐降低。

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卜禹铭   曾朝阳   杜小平   宋一铄  

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光电混频是无扫描调频连续波激光三维成像系统的关键技术，同时在空间光通信和空间光调制解调等领域发挥重要作用。阐述了光电混频基本原理，从基于独立光电器件和基于组合光电器件两种实现途径追踪并归纳了其研究进展。目前该技术存在调制功耗较大、混频带宽不足、噪声水平较高、探测器阵列像素规模较小等缺点。受微波光子变频技术启发并结合当下研究热点，提出基于体型电光调制器的光电混频新方法，利用电光调制器在光学层面进行混频解调，后端采用高分辨率、低成本、成熟的图像传感器，不仅突破阵列规模对图像分辨率的限制，同时具有高能量利用率、高信噪比的优势，对光电混频技术发展具有重要意义。

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谭光鸿   侯进   韩雁鹏   罗朔  

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实时、准确、有效的图像分割算法在无人驾驶、室内导航以及虚拟现实等场景中都具有广泛的应用。为了实现分割网络模型在不同场景中能够实时运行，提出了一种低参数量实时图像语义分割网络模型Atrous-squeezeseg。首先，设计了一种具有效率高、参数量低的卷积模块Atrous-Fire，该模块能在保证参数量一定的情况下增加卷积核的感受视觉，融合多尺度特征，提高模型精度。随后，由该模块搭建了本文编码器中的卷积神经网络。最后，使用跳跃结构融合编码器的低级特征与译码器中的高级特征。模型在最低参数量为21M（百万）的情况下运算帧率为45.3frame/s，像素点准确度与均交并比分别可达得59.5%与62.9%。同时，部署在嵌入式设备NVIDIA TX2中运算帧率可达8.3frame/s。实验证明，本文图像语义分割模型Atrous-squeezeseg在速度和参数量上，相比其他分割算法有一定的效果提升。

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张悦   王惠琴   曹明华   雷景丽   王道斌  

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研究了大气衰减、湍流、瞄准误差和空间相关性共同作用的联合效应对大气无线光多输入多输出（MIMO）系统误码率的影响。基于脉冲位置调制（PPM）并结合泊松计数模型和指数相关模型推导出了联合效应下的最大似然检测准则。在此基础上，采用Wilkinson近似方法推导出了该条件下大气光MIMO系统误码率性能的上界。同时，利用仿真实验进一步分析了联合效应中各因素对大气光MIMO系统误码率的影响。结果表明：当大气衰减确定时，联合效应各因素中的空间相关性对系统误码率的影响最严重，抖动误差次之，湍流影响最小。当大气衰减变化时，传输距离是影响误码率性能的最重要因素。另外，空间分集所带来的系统性能改善仅在信道独立时具有较好的效果，而在信道相关时效果并不明显。因此，在实际工程应用中合理安排收发端天线数和天线间距，减小信道相关性成为提升系统性能的关键。

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马浩   赵元安   邵建达  

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全电介质纳米光子学已成为纳米光子学领域的研究热点之一。它是基于高折射率电介质纳米颗粒的共振行为，控制纳米颗粒的电磁响应来增强光与物质相互作用。本文详细论述了全电介质纳米颗粒的光学性质，介绍了全电介质纳米颗粒的制备方法， 分析了各种制备方法的优缺点，回顾了全电介质纳米颗粒在高折射率纳米谐振器、 光学纳米天线、超材料和超表面、非线性纳米光子学等方面的应用， 最后给出了全电介质纳米颗粒的研究重点及发展方向

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贺一波   陈冉丽   吴侃   段志鑫  

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针对传统的点云精简方法不足的问题，本文提出了一种基于k-means聚类的点云精简方法。该方法首先利用k-means聚类，将点云分成若干类，根据每类中的点云数据拟合曲面，计算各点均方根曲率，以及所有点均方根曲率平均值，根据各点均方根曲率和所有点均方根曲率平均值的关系精简点云数据。并将本文方法与包围盒法相比，在压缩率近似相同的情况下，本文方法精简后的点云数据所建模型表面更光滑，特征保留效果也比较好。

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贾新宇   李婷婷   江朝晖   刘海秋   饶元  

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图像在采集过程中容易受图像采集设备和环境的限制，导致获取的图像亮度较低、对比度较差。针对这一问题，提出了一种基因表达式编程寻优的色调对比度增强算法。首先利用基因表达式编程寻找最优对比度参数，在获得全局最优直方图后，再利用色调保持理论对图像的颜色进行恢复，从而得到增强后的图像。实验选用多幅低照度图像作为参考图像，并与自适应直方图均衡化（CLAHE）、同态滤波（HF）、多尺度Retinex（MSR）、带颜色恢复的多尺度Retinex（MSRCR）等方法的实验结果进行比较。本文算法在峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）和基于局部方差质量指数（QILV）等客观指标上的平均值分别为25.93、0.75和0.87，均优于其他四种算法，在主观上亮度和对比度都更自然，更符合人眼视觉特性。该算法可广泛适用于低照度环境下的机器视觉领域。

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帅玉环   齐攀   李莹   胡翠英   蔡梦洁   冉艳红   李仕萍   钟金钢  

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桃胶的主要活性成分桃胶多糖具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎症、免疫调节、治疗二型糖尿病等，开发利用前景广阔。本研究利用自组装的数字全息表面等离子体共振成像技术（Surface Plasmon Resonance Imaging，SPRI）检测两种不同分子量桃胶多糖（Peach gum polysaccharides，PGP-1与PGP-2）分别与半乳糖凝集素-3（Galectin-3）的相互作用。制备SPR生物芯片，对不同浓度的桃胶多糖样品与半乳糖凝集素-3的结合过程进行同时检测，建立标准曲线，并计算相互作用的结合平衡常数。实验结果表明，两种不同分子量的桃胶多糖具有可以直接结合半乳糖凝集素-3的活性，PGP-1的结合平衡常数为8.36×105 M-，PGP-2的结合平衡常数为1.24×105 M-。结合曲线符合生物分子相互作用的规律，也证明了该方法在多通量生物检测的可行性。该方法实验装置简单、易操作、无需标记、成本低，在高通量分析技术中具有一定的应用前景。

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吴蓉   刘振   严清博   吴小所  

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基于光子晶体谐振腔优越的选频特性。利用平面波展开法（PWE）计算分析了特定晶格排列和半径下光子晶体的能带结构,利用时域有限差分法(FTDT)分析了微腔耦合频率的变化规律，得出环形谐振器和微腔之间的共振耦合特性，设计了一种八波长的光子晶体波分复用器。该器件主要由四个光子晶体环形腔和八个尺寸不同的微腔组成，实现了1.37μm，1.39μm，1.42μm，1.44μm，1.50μm，1.51μm，1.53μm，1.55μm八个波长的波分解复用。结果表明，只通过调节微腔中心柱和外围介质柱半径的大小，就可以使八个波长从特定端口输出且输出效率都可以达到97%以上。所设计的器件尺寸为23μm×18μm，不仅物理尺寸小，而且耦合效率高，在集成光学领域具有潜在的应用前景。

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王凯   李志伟   朱成德   王鹿   黄润才   郭亨长  

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针对当前局部立体匹配视差精度等方面的问题，本文基于引导滤波，提出了一种二次引导滤波模型，并应用于局部立体匹配算法。论文首先介绍了引导滤波器理论，在此基础上引入二次引导滤波模型。基于二次引导滤波的局部立体匹配算法将第一次引导滤波输出的边缘保持图像作为第二次引导滤波的引导图像，克服了传统引导滤波的缺陷，进一步抑制了噪声。在代价聚合阶段引入二次引导滤波，使用跨尺度框架聚合各尺度的匹配代价，进一步提高算法匹配精度。实验结果表明，基于二次引导滤波的局部立体匹配算法在Middlebury测试平台上对标准立体图像对的检测具有更高的精度，代价聚合步骤的时间复杂度与滤波窗口大小无关，在匹配精度和速度上都取得了良好的效果。

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温林凯   刘英   姜洋   邢妍   孙强  

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鉴于传统连续变焦系统高斯结构计算方法难以满足大孔径、长焦距、全画幅变焦镜头的计算要求，提出了广义拉格朗日乘子算法、内点法、修正序列二次规划算法三种最优化算法。采用像差分布合理的正-负-正-负-正五组结构形式，通过设定合理的普适性参数，计算获得了变焦范围30-100mm、恒定F数3.0、视场角23.86°-70.32°、全画幅变焦镜头的高斯结构形式，对比分析了三种优化算法所计算变焦镜头高斯结构的优势与不足，鉴于广义拉格朗日乘子算法可实现小型化、全画幅变焦镜头高斯结构计算，从像差校正理论出发，利用广义拉格朗日乘子算法获取的高斯结构进行实际镜组替换，采用全球面设计，获得了满足成像要求的全画幅变焦镜头的优化设计，三条变焦和补偿曲线均具有良好的线性度，系统传递函数在50lp/mm处，平均值均大于0.1，为后期基于非球面优化设计提供了良好的初始结构。

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徐世武   吴怡   苏国栋  

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为了减小室内可见光定位中存在的相邻干扰与多径干扰对定位精度的影响，本文提出一种基于OFDM调制的室内可见光通信指纹匹配定位算法，FMLA-OFDM定位算法。首先，将包含定位的信息通过共轭对称处理后的OFDM调制进行传输。其次，结合Lambertian辐射模型快速精确的计算出定位单元内各个指纹点的接收光功率向量。最后，当终端设备检测到对应定位单元内的光功率向量，通过匹配待定位点与指纹点的接收信号强度的欧几里得距离，根据不同指纹点的权重计算出待定位节点的坐标。通过实验表明，相比传统的质心定位算法，FMLA-OFDM算法平均定位精度提高了56%，定位稳定性提高了55%。相比于最小二乘法的定位模型，随着LED布局水平间距的增大，FMLA-OFDM定位精度明显优于最小二乘法。相比OOK调制方式的定位模型，FMLA-OFDM算法平均定位精度提高了17%，定位稳定性提高了21%。

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袁建中   周武杰   潘婷   顾鹏笠  

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针对单目图像上的深度估计问题，提出了一种基于深度卷积神经网络（ResNet和DenseNet）的单目视觉深度估计方法，该方法采用端到端学习框架来构建模型。首先，由于残差网络更容易优化，并且能够通过残差网络块增加神经网络深度来提高准确率，本文方法采用残差网络（ResNet）作为神经网络模型框架的编码部分来提取深度信息特征。其次，利用密集连接卷积网络（DenseNet）可以有效解决梯度消失问题和强化特征传播的优点，因此本文采用DenseNet对编码后的信息进行译码。最后，通过Skip-Connections实现编码和解码的信息流的集成，从而避免了层间信息传输的丢失。将ResNet和DenseNet中网络块结合使用提出的卷积神经模型会具有足够的网络深度，并且网络块间的连接使得特征信息可以得到充分的利用，这样不仅能够使得提高结果的精度而且防止了模型功能退化的可能性。实验结果表明，与其它单目视觉深度估计方法相比，使用深度卷积神经网络可以更有效和准确的估计视觉深度。

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袁恒   柏财勋   许逸轩   刘杰   李建欣  

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本文提出了一种快速高精度Fourier—Mellin变换图像配准方法，通过快速准确地提取目标点的干涉数据来提高光谱成像仪光谱复原过程的效率与精度。该方法中运用两次局部上采样相位相关法，一次在对数极坐标域来估计旋转和缩放参数，一次在笛卡尔坐标系来估计平移参数。并通过引入梯度预处理过程，使得算法更加鲁棒。本文首先介绍了Fourier—Mellin变换的原理，利用该过程实现旋转和缩放参数的解耦合，并在传统相位相关法的基础上介绍了局部上采样相位相关法，这是快速高精度图像配准的关键步骤，然后对比了有无梯度预处理的情况，证明了梯度预处理过程的必要性。最后通过实验结果表明，本方法可以实现高精度的图像配准。

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张灿   余世星   龙飞   杨晓昆   张正平  

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本文提出了一种利用人工电磁超表面实现Ku波段（12GHz-18GHz）的低剖面反射型线极化转换表面，它能对Ku波段的线极化电磁波产生正交极化旋转。文中给出了极化转换表面的设计原理，并对其进行了理论上的分析，解释了极化转换表面工作的物理原理，通过仿真确定了极化转换表面谐振点的位置，并通过测试结果表明，该线极化转换表面在工作频带内可以实现80%以上的转换效率。该极化转换表面具有转换效率高、尺寸小、厚度薄和结构简单等优点。

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李凤娇   邹雪峰   崔亮   杨磊   李小英   黄战华  

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偏振纠缠光子是量子信息技术中的一种重要基础性资源。本文基于色散位移光纤中的自发四波混频过程，制备了具备光学输出以及电子辅助信号输出的1550 nm通讯波段便携式偏振纠缠量子光源。该量子光源将飞秒脉冲激光器、光纤、滤波装置、辅助信号电路集成于一个3U机箱中，标准单模光纤端口可输出信号和闲置波长分别为1558.17 nm和1548.51 nm的偏振纠缠光子对，同轴电缆端口可输出用于单光子探测器和数据采集系统的、可进行延时调谐和分频的电子时钟信号。实验测得当单通道光子产生率约为0.0007对/脉冲时，符合计数率和随机符合计数率之比可达22.8；偏振纠缠干涉条纹可见度为87%。该量子光源可与现有光纤网络和工作于盖革模式的单光子探测器高效耦合，为量子信息技术的相关研究提供了有力工具。

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刘海秋   马慧敏   闫得杰   江朝晖  

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摘 要 随着空间相机焦距不断加长，由颤振引起的像移对像质的影响越来越严重，像移探测领域所面临的需求，正逐渐从最初的计算由卫星轨道运动、地球自转和姿态变化引起的低频像移层面，上升到探测由颤振产生的高频像移层面，而这部分像移往往占据超宽的频带，测量难度较大，如何对包含颤振在内的多种因素引起的宽频带像移进行有效地探测，已经成为相关学者近年来关注的焦点，尽管已有新的像移探测方法被提出，但是尚未成为宽频带像移探测的有效手段。本文以不同层面的像移探测需求为导向，梳理像移探测方法的发展脉络，将像移探测历程划分为基于工程参数的像移计算、基于联合相关器的像移估计和基于遥感图像的像移探测三个阶段；客观分析了每个阶段所解决的问题及面临的瓶颈；结合空间相机的发展趋势，剖析了目前像移探测方法中迫切需要解决的关键科学问题，试图为宽频带像移探测提供一种可能的研究思路。

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韩燮   赵融   孙福盛  

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针对中国象棋棋子在定位和识别中，采用传统的图像处理和文字识别方法时，定位算法复杂以及识别方法泛化性较差、精确度较低的问题。首先，提出一种基于棋子颜色特征的分割方法和改进的二值图像滤波算法，实现棋子的快速定位，不需要二次修正位置；其次，提出一种基于卷积神经网络的棋子识别方法，该方法可以应用于不同字体的棋子识别，在更换棋子的情况下，依然可以快速、准确的识别棋子。实验结果表明，该方法的定位误差为0.51mm，平均定位时间0.212s，对4类字体的棋子识别准确率平均为98.46%左右，可见该方法的有效性和实用性。

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刘李辉   谭碧涛   麦灿基  

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首先利用多物理场软件COMSOL建立了241单元变形镜模型，计算得到驱动器影响函数数据；然后基于子孔径斜率法的自适应光学系统校正光学像差计算程序，以校正3-60项泽尼克（Zernike）多项式后远场光斑的斯特列尔（Strehl）比为目标，分析了变形镜结构参数对系统校正能力的影响，进而确定了最佳参数值；最后计算了最佳参数下变形镜耦合因子，仿真测试了系统像差校正能力，分析了哈特曼传感器与变形镜之间存在不同平移和旋转误差条件下，系统对泽尼克多项式的校正能力的影响。计算结果表明：241单元自适应光学系统中，变形镜极头半径和驱动器间距最佳参数分别为1.5mm、10mm，该参数下的变形镜耦合量为11%，系统具备较好的像差校正能力，为确保系统像差校正能力满足一定水平，哈特曼传感器和变形镜之间的平移量和旋转量误差分别不得超过3mm和6o。

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穆廷洲   季渊   陈文栋   余云森   冉峰  

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在高分辨率、高刷新频率、高灰度等级的条件下数字脉宽调制方式需要很大的数据带宽，且扫描效率比较低；模拟幅值调制对驱动电路设计的精度与复杂度要求比较高。为解决这些问题，本文提出了一种双帧数模融合扫描策略，可以将两种扫描策略有机的结合在一起，平衡了两者的优缺点，并对数字脉宽调制部分进一步优化。同时针对双帧数模融合扫描策略设计了一种硅基OLED微显示器驱动电路，包括像素驱动电路。结果表明：在刷新频率为60Hz、级灰度等级为256、分辨率为1920*1080*3的条件下,扫描效率可达99.22%，同时也降低扫描频率至23.328MHz。较之传统的扫描方式有大幅度提升。同时对像素驱动电路进行验证，结果表明该像素驱动电路可有效减少漏电流并保证灰度精度，降低最小电流，提高硅基OLED微显示器的对比度。

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李丹   白国君   金媛媛   童艳  

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为了解决柔性包装袋在生产过程中的连袋、印刷缺陷等问题，提出一种基于机器视觉的包装袋缺陷检测方法。首先介绍缺陷检测系统的硬件组成，给出系统架构图，然后讨论图像预处理、目标区域定位和特征提取方法，绘制检测算法流程图。最后以老中街冰棍包装袋缺陷检测为实例，提取长度、宽度、面积、填充度和监测框与内部目标区域的位置关系5种特征值，经缺陷检测与分类，输出连袋、外形尺寸错误、包装袋上有异物和包装版面移动4种缺陷类型。实验结果表明，算法缺陷识别成功率可达98.75%，满足生产过程中对实时、快速、高精度的要求，已应用于实际生产线，取得良好效果。

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张正贺   黄贞   陈汝婷   薛晓惠   严春晖   黄恒烽   李栋宇  

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通过非接触式手段实现准确、实时、快速测量火焰温度场，在工业、军事、航天航空等领域应用广泛。本文采用投影式背景纹影技术，基于空气折射率梯度测量的原理，设计了一种非接触式火焰温度场测量仪。本装置以半导体激光器作为光源，激光先扩束镜整形为锥形光束，再经分束镜分为两束光，其中反射光束照射到凸透镜后再经过测试区域，光线由于流场的折射率变化受到扰动，纹影图像在投影光屏上可直接呈现，实现了背景纹影的投影式可视化。并采用CCD快速成像，结合S-EYE和PIV技术获取图像上粒子的偏移量以量化偏折角，再通过反投影重建原理对不均匀温度场进行三维重构，实现了火焰温度场的可视化测量。

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刘洋   陈宗胜   时家明  

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电磁波在空间传输时扩散衰减过大，因此急需寻找一种能够有效导行电磁波的通道。研究发现高峰值功率飞秒激光束可以电离大气产生等离子体通道，而电磁波可以借助该通道向远距离传输。本文主要讨论了飞秒激光等离子体通道的形成机制，然后综述了飞秒激光等离子体通道电磁波传输的研究现状，并将等离子体通道归结为三种：单通道传输线、双通道传输线和圆柱形等离子体波导。最后，对飞秒激光等离子体通道传输电磁能的发展趋势进行了展望。

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张明   吕靖薇   杨琳   许文静   王建鑫   刘超   牟海维  

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本文以硅十字架二聚体纳米天线为研究对象，采用有限元法(Finite Element Method, FEM)系统研究其远场单向散射特性，利用多极分解的方法对其散射特性进行解释。通过分析纳米天线中不同共振模式的响应对散射特性的影响，发现这些共振模式的耦合作用导致了高介电材料硅十字架二聚体结构磁热点的产生和远场单向性散射。本文为实现远场单向性可控的纳米天线提供了坚实的理论基础。

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司晓云   黄海涛   钱丽娟   滕晓晓   樊程祥  

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具有低声子能量、高热导率的立方晶系倍半氧化物陶瓷是一种有潜力的铥掺杂激光材料，其常规3F4→3H6跃迁发射谱线可拓展至2.1μm波段。本文综述了Tm:Sc2O3、Tm:Y2O3、Tm:Lu2O3陶瓷的光谱参数和激光性能的研究进展，并指出复合结构及混晶型陶瓷是掺铥倍半氧化物陶瓷激光的未来发展方向。

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郭卫   张亚普   柴蓉霞  

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为了选择合适的激光工艺参数从而得到具有良好成形性的熔覆层，利用ANSYS有限元分析软件进行单因素动态模拟，得到了各工艺参数条件下的温度分布云图。选取激光功率和扫描速度为待优化工艺参数，在27SiMn钢表面进行单道次激光熔覆304不锈钢实验，并分析了宏观形貌和显微组织。结果表明：熔池内峰值温度随着激光功率的增大而不断增大，随着激光扫描速度的增大而不断减小；在相同状况下，对实验所得宏观形貌构造圆测量出尺寸，与相对应的仿真结果形成的熔池面积大小相当；激光扫描速度相对于激光功率对熔覆层形状的影响更大；激光功率为2500W，扫描速度13mm/s，熔覆层的晶粒更为细小和致密，熔覆层成形性良好。

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刘春娟   穆洲   孙赟赟  

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提出了半径按比例依次增大的改进型并联微环阵列，并研究了其滤波信道的切换和路由方法，实现了并联微环滤波信道的灵活切换和路由。利用传输矩阵法对并联微环和改进型并联微环阵列的传输特性进行了分析。采用MATLAB对改进型三微环阵列滤波信道的路由进行了分析，结果表明，当相邻的两个微环满足相消干涉条件时，滤波信道关闭，对应波长的光不能通过；当两个相邻微环满足相长干涉条件时，滤波信道打开，对应波长的光可以通过。最后，设计了一个由四个改进型微环阵列构成的2×2路由器。

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孙海   韩仲明  

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文章利用矢量有限元法对加载右手材料和左手材料的对脊重叠鳍线的传输特性进行了系统的计算，重点讨论了金属鳍的厚度变化对其特性的影响以及传输特性随材料变化而发生的改变。传输特性包括主模截止波长特性，单模带宽特性，主模和第一高次模场结构特性以及色散特性。左手材料即为介电常数和磁导率同时为负值。其数值计算结果将有助于新型微波和毫米波器件的设计。

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裴亮   刘阳   高琳  

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在光学遥感影像中，需要剔除云量覆盖过大的影像以便进行对地观测与地物识别。资源三号卫星影像波段少，光谱范围受限，采用传统云检方法检测效果不佳，而采用全卷积神经网络算法的云检影像存在边缘模糊等问题，本文提出一种结合全卷积神经网络与条件随机场的资源三号卫星遥感影像云检测方法。首先，优化全卷积神经网络模型，对FCN-8s网络结构进行上采样，采用自适应+动量算法调整参数学习率加速收敛；其次，将全卷积神经网络与条件随机场结合，以全卷积输出影像作为前端一阶势，高斯核函数作为后端二阶势；最后，加入Mean-shift区域约束条件保护影像局部特征信息，运用平均场算法推断条件随机场模型后验概率。实验结果表明，本文提出的结合全卷积神经网络与条件随机场的资源三号遥感影像云检测方法可将影像云区识别准确率提高至97.38%，较FCN-8s算法提高了13.42%。

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徐卫青   陈西江   章光   袁俏俏  

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针对以往算法存在计算量大、噪声多、折边易丢失、轮廓线不完整以及对不规则点云提取效果不好的等问题，提出了一种基于高斯映射的Kmeans聚类方法。该方法首先对目标点进行K近邻搜索，然后对目标点及其近邻点组成的三角形集合的单位法向量进行高斯映射，再选用了轮廓系数(Silhouette)作为聚类有效性指标，确定出最佳聚类数，根据不同曲面的聚类分布的规律，得到三维激光点云模型的特征线。对比实验结果表明：该方法评价指标简单易用，噪声少，可以完整高效的提取出规则点云以及不规则点云的特征线，为逆向工程、曲面重建等工程领域提供了一种新的思路。

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张秋月   井红旗   袁庆贺   马骁宇   董连和  

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为了满足日益增长的市场需求，引入管式炉进行大功率半导体激光器烧结，提高封装效率。封装质量的好坏对半导体激光器的激射波长、输出功率、可靠性、阈值电流等有显著的影响。本文采用808nm大功率半导体激光器巴条进行封装实验，对影响封装质量的两个重要因素—烧结温度和烧结时间进行优化。利用X射线检测、“smile”效应和光电特性参数测试手段，发现在烧结温度650℃条件下烧结110s时，焊料层界面空洞最少，半导体激光器巴条微笑最低，阈值电流最小，输出功率和电光转换效率高，波长更加稳定，得到了最优的烧结质量，为提高生产效率提供了指导意义。

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季颖   傅爽   陶兆禾   梁敏捷   王亚伟  

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基于生物细胞结构快速、准确无损检测的需求，从目前生命科学研究和临床应用较多的光干涉和光散射研究方法出发，针对相位信息解耦困难和散射分析分辨率不高的不足，结合两者的优势，提出了一种可将光散射信息整合到干涉相位成像系统的设计。该系统利用离轴干涉成像原理获得样品的相位信息，可同时采集到样品同一位姿下的前向散射光强分布信息。论文建立了无核细胞、单核细胞、双核细胞模型，以此为例分析了样品的相位分布信息并快速定量提取了样品的形态特征，进而针对亚细胞结构较为复杂的样品，经由散射信号对相位分析的结果进行校准，从而准确确定样品亚结构特征。最后针对红细胞和中性粒细胞的实验相位分布进行了分析，指出了结合散射分析的必要性和优势，通过对结果的分析验证了系统的可行性，并提出了改进方向。该系统结构简单、便于操作，可为生物细胞形态结构检测提供一种简便高效的手段。

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郭志坚   孙乾  

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利用改进的强场近似方法结合时间窗函数分析了氢原子在强场阈上电离过程中的电子波包干涉对光电子能谱及二维动量谱的影响，发现周期内干涉和周期间干涉共同作用形成了光电子能谱及二维动量谱的一般特征，且二维动量谱中的扇形结构是由于长程库仑势与周期内干涉作用形成的。同时利用数值求解含时薛定谔方程的方法,说明了在多周期脉冲电离过程中周期内干涉被抑制的原因，并且发现在Keldysh参数接近1时，二维动量谱中出现了特殊的条纹结构，研究表明长程库仑势对该条纹的形成有重要影响。

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隋皓   高晓蓉   罗林   朱宏娜   钟云杰  

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超声检测技术用于钢轨缺陷检测，由于波模式的单一性，且需要耦合剂等限制，对于钢轨表面及亚表面缺陷常出现漏检现象。激光超声技术与常规超声相比，具有非接触、频带宽、高精度、无需耦合剂等特点，对钢轨表面缺陷表现出了优良的检测能力。本文研究了采用点源、线源激光激发超声波对钢轨表面缺陷检测的影响。使用有限元法对比了这两种激发方式的声场、声波信号及对钢轨表面缺陷检测的有效性，通过有限元仿真分别对水平、垂直、斜45°的钢轨表面缺陷进行了检测并进行了实验验证。实验与仿真结果一致，结果发现由激光线源激发的声表面波指向性好、信号幅值大，更利于钢轨表面缺陷的检测，且对不同类型的钢轨表面缺陷均具有较好的检测能力。

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程康   周媛媛   王欢  

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基于测量设备无关诱骗态协议，提出了一种新的经典-量子信号共纤传输方案。合法通信双方采用波分复用器，将多路量子信号与经典信号复用到一根光纤中传输至第三方平台。第三方平台经过解复用后，对量子信号进行贝尔态测量。在推导自发拉曼散射噪声计数率公式的基础上，分析了经典光信号功率、量子信号复用路数和量子信号平均光子数对量子密钥分配性能的影响。数值仿真结果表明：在经典信号入射功率为0dBm（即通信容量为84.8Gbit/s）时，本方案量子密钥分配的最大安全传输距离可达141km，当入射功率增加到11dBm（即通信容量为1.068Tbps）时，仍然可达100km，相比于现有的最优传输方案，本方案量子密钥分配的最大安全传输距离延长了26km；虽然随着经典信号入射功率的增加，量子密钥分发性能有所下降，但是可以通过采用多路量子信号复用和优化量子信号的平均光子数来进行性能补偿。

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吴德众   李明   李国良   王云峰   冯志康   周国富  

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从复合抛物面聚光器（CPC）的经济性和光学性能方面考虑，对CPC结构进行优化设计。根据其参数方程，给出了相同面积内截取比对CPC总弧长和接收管数量的函数关系，为CPC的结构优化设计提供了依据。研究分析表明截取比取0.15～0.25下的CPC可有效降低对CPC弧面材料的使用。基于Tracepro软件实现了对CPC的二维光线追踪，提出了一种模拟计算CPC直射光学效率的方法。选择1月1日、4月1日、7月1日、10月1日四个季节日期为模拟日期，模拟结果显示截取比为0.16的CPC相较于截取比为0.56的CPC，平均直射光学效率分别提高了13.77%、15.24%、9.30%、11.54%，表明低截取比下CPC的末端光线损失较小。太阳高度角的增加和方位角的减小有利于降低CPC的末端光线损失。增加CPC的长度有利于降低末端光线损失对CPC光学效率的影响。实验测试验证了模拟的正确性，本文提出的模拟计算光学效率的方法可应用于以提高光学性能为目标的CPC结构优化设计方面。

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陈剑   郭永兴   朱方东   熊丽  

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根据输电铁塔对倾斜测量的需求和要求，以及现有倾斜传感器之不足，提出了一种基于嵌入式光纤光栅和碳纤维等强度梁的倾斜传感器，传感器弹性元件的梁和敏感元件的光纤光栅均为非金属材料，完全不受强电磁干扰的影响。阐述了传感器的测量原理和制作方法，并开展了全面的测试标定。结果表明，传感器在±30°量程内的倾斜测量灵敏度达到49.73pm/°，精度可达0.101°，测量重复性误差仅为0.62%，测量函数的线性拟合度达到0.99992，且抗蠕变和温度补偿能力良好，说明了传感器优越的测量性能，更加能够满足复杂野外的电力环境下开展长期倾斜监测的要求。

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蒋云峰   武东生   黄富瑜  

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为得到具有真实彩色信息的夜视目标图像，本文简要阐述了基于全波与三波段的真彩色微光夜视系统原理，结合图像融合的一般算法，研究了加权平均法、基于线性变换增强的Brovey法、HIS空间法及基于边缘分割的HIS法四种真彩微光夜视图像融合算法，详细阐述了融合算法的实现方法和过程，得到了场景一、二关于四种算法融合后的图像，并通过综合客观评价指标“IFQ”进行客观评价。结果表明，场景一和场景二基于线性变换增强的Brovey法得到的融合图像的综合客观评价指标值分别为27.9647、31.2756且均为四种算法中最大，得到融合图像视觉效果最好。最终得出基于线性变换的Brovey法在这四种融合算法中最优的结论。

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黄小梅   邓祥  

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以中药材玄参原药为碳源，通过高温煅烧法制备得到新型荧光碳量子点。碳量子点分散水溶液在270 nm波长激发下，荧光最大发射波长位于418 nm处。向新型荧光碳量子点溶液中加入NO3-，其荧光强度被猝灭，基于此建立了碳量子点作为荧光探针测定NO3-的新方法。在最优实验条件下，log(I0/I)与NO3-的浓度呈良好的线性关系，线性范围为0.4~80 mmol/L，检出限为65 nmol/L。添加5.0 mmol/L和50.0 mmol/L的NO3-溶液到实际水样进行加标回收实验时，回收率为98.0%~104.0%。

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孟婷   刘宇航   张凯昱  

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自动病理图像诊断是医学图像分析的一个重要课题，实现精确诊断的前提是提取健康与患病组织的形态特征。本文以深度神经网络为工具，提出一种增强卷积网络（Boosting Convolutional Neural Network,BCNN）模型，通过训练一对互补的卷积神经网络优化病理图像诊断准确率。由于病理图像获取成本较高，为降低因训练样本数量有限造成的过拟合风险，算法首先训练基本网络估计病理图像中各局部组织患病的概率，之后训练另一异构网络对基本网络的判决结果进行修正。本文实验在宾夕法尼亚州立大学动物诊断实验室提供的肾、肺、脾组织数据集与淋巴结癌症转移检测数据集上展开，实验结果表明所设计模型在不同器官的病理图像上均表现出较高的诊断准确率。

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王伟   吴建光   莫绪涛   黄仙山  

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基于标量衍射理论，利用相干叠加的方法，研究了可以产生空心焦场的二元环带相位板。推导得出了各环带半径应满足的解析表达式，利用数值计算的方法研究了环带半径对空心焦场的影响规律。研究表明，在焦平面上，相位板环带半径的改变对旁瓣比和最大光强比的影响较大，对空心焦场半径的影响较小，环带数目的增多，能够减小旁瓣比，增大最大光强比。在轴向上，环带数增多并不能增大最大光强比，环带数目和环带半径对旁瓣比和最大光强比的影响较大。对于二元环带相位结构，旁瓣比和最大光强比仅取决于环带半径，和数值孔径无关。在焦面上，空心焦场半径和数值孔径成反比，在轴向上，空心焦场半径和数值孔径的平方成反比。

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桑苏玲  

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本文主要研究了多缀饰四波混频Autler-Townes分裂的相干控制。首先通过控制外加缀饰场的数量使四波混频信号表现为由单缀饰向级联双缀饰的转变过程；其中单缀饰和双缀饰四波混频信号在扫描探测场失谐可以观察到Autler-Townes分裂现象；并且在双缀饰四波混频信号中观察到了二级Autler-Townes分裂现象；最后分析了Autler-Townes分裂位置和宽度的影响因素。研究表明，通过控制缀饰场rabi频率和失谐可实现Autler-Townes分裂的位置和宽度的相干控制。

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吴天龙   李锵   关欣  

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对于手写乐谱图像来说，由于乐谱形式复杂多变，同时叠加各种变形和噪声，使谱线识别和删除尤为困难。为了提高谱线删除算法的鲁棒性，文中提出了一种基于多维局部二值模式和XGBoost的手写乐谱谱线识别和删除方法。首先，根据乐谱图像特点设计改进的局部二值模式算子。其次，对乐谱图像进行多维局部二值模式特征提取，组成高维特征向量。最后，利用训练好的XGBoost模型识别谱线位置，进而删除谱线。实验结果表明，在全部测试数据上F-measure为97.19%，说明具有很高的准确率和召回率，在3个不同测试子集上F-measure分别为96.43%、98.36%和96.79%，说明具有很好的鲁棒性。相比已有的轻量谱线删除算法，本文提出的方法在F-measure上有一定的提升。

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方定邦   冯桂   曹海燕   杨恒杰   韩雪   易银城  

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手写公式符号识别存在大量形状相似的问题，导致公式符号整体识别率很难提升。为了提高公式符号的整体识别率，本文提出了基于多特征稠密卷积神经网络模型框架(DenseNet-SE)。与传统的方法相比，不需要手工提取特征，采用数据驱动的方法。DenseNet-SE包含了稠密残差块的结构，这种稠密残差块能够获取深度特征。通过跳跃连接获的方式，从浅层获取细粒度特征来辅助深度特征。这种融合的特征有助于网络结构获取更多全局信息，能够更好的表示公式符号的类别。由国际数学公式识别竞赛组织(CROHME)提供的标准数学公式符号库来验证本文提出的算法，CROHME2014和CROHME2016识别率分别达到93.38%、92.93%，而且本文提出算法的识别率要高于目前已有的算法。

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黄友文   万超伦   冯恒  

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针对人体行为识别准确率低的问题，提出了一种基于卷积神经网络（CNN）和长短期记忆神经网络（LSTM）结合的深度学习网络结构。改进算法采用了特征融合的方法。首先，通过卷积网络提取出浅层特征与深层特征并进行联接。其次，对联接后的综合特征图通过一次卷积进行融合，然后将获得的矢量信息输入LSTM单元进行训练，训练过程中将数据的光流信息与RGB信息单独送入各自网络获取人体行为识别模型，最后将多网络的结果进行加权融合。实验结果表明，使用基于LSTM和CNN结合的多特征融合网络模型在视频人体行为识别任务中有效地提高了识别精度。

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李新春   马红艳   林森  

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针对单一的描述符无法准确获取有效掌纹特征导致识别率低的问题，提出一种基于子空间与纹理特征融合的掌纹识别（RLDA+LOBP）方法。首先对传统的线性判别分析（LDA）进行了改进，提出鲁棒线性判别分析（RLDA）来获取掌纹图像的子空间特征，同时利用最新的局部方向二值模式（LOBP）获取掌纹图像的纹理特征；然后基于加权串联的方法实现子空间特征与纹理特征的有效融合；最后根据融合特征向量间的卡方距离进行匹配识别，并在PolyU图库和自建非接触图库上进行测试实验，识别时间分别为0.3069s和0.3127s，最低等误率分别为0.3440%和1.4922%。实验结果表明：与其他传统及最新方法相比，本文方法在保证实时性的前提下，准确地提取掌纹图像的有效特征信息，提高了系统识别性能。

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陆杭林   Hu Junhui  

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本文提出了基于单模光纤-保偏光纤-单模光纤(SPS)光纤结构的高灵敏度曲率光纤传感器，该传感器是通过将保偏光纤的两端熔接在两段单模光纤之间制成的。实验研究了传感器的曲率传感性能，实验结果表明，随着曲率的不断增大，传感器输出光谱出现明显红移现象。在0.43-1.37m-1的曲率范围内，获得较高的曲率灵敏度，达到56.140nm/m-1，且具有较好的线性度。实验还研究了保偏光纤长度对传感器曲率灵敏度的影响。研究结果表明：保偏光纤长度对传感器的曲率灵敏度有重要的影响，当保偏光纤长度为11cm时，获得的灵敏度最大，达到了59.849nm/m-1。与其他光纤结构的传感器相比，该传感器具有结构简单、易于制造、灵敏度高等优点，可用于桥梁等结构健康监测的传感领域。

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范振凯   张子超   王保柱   王莹莹   赵荣佳  

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表面等离子体共振 (SPR) 引入光子晶体光纤 (PCF) 在测试生物分析物传感器领域获得重要应用。PCF-SPR 传感技术结合了PCF技术和等离子体激元技术的优点，可精确控制单模或多模配置中的消逝场以及光传播特性。本文分别介绍D型结构光子晶体光纤折射率传感器、具有大动态折射率测量范围的多芯多孔光子晶体光纤SPR折射率传感器、双通道SPR折射率传感器，概括了表面等离子体共振光子晶体光纤传感器的诸多优点以及突出了它们自身存在的局限性，有望在生物医疗检测、生物卫生诊断、食品安全检测、矿井勘探检测、和环境化学检测等技术领域取得突破。

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刘全胜   江艳梅   杨景超   马鹏程  

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实时精确跟踪胃镜下病灶是医学检查与诊断中的重要步骤。由于胃镜检查需要尽可能的快，从而减少患者的不适，因此，肿瘤目标的跟踪需要具备实时性，此外，在保证速度的同时，需要更加准确的跟踪肿瘤目标。本文根据胃镜下肿瘤特征，利用SURF(Speeded Up Robust Features)特征和模板匹配跟踪的算法对肿瘤进行跟踪，通过对匹配的特征点去除误匹配点，从而提高跟踪定位精度。在SURF匹配跟踪算法中，利用匹配特征点的聚类中心及包围这些点的最小圆的位置衡量每帧跟踪效果。本文对两组胃窥镜下病灶的视频帧进行了跟踪试验，实验结果表明，改进的基于SURF匹配跟踪的算法稳定性和跟踪精度较好。

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蓝栩砚   杨欣   宿世臣   章勇  

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研究了电流和温度应力及其共同作用时对LED球泡灯可靠性的影响，并分析各应力下LED球泡灯的失效机理。结果表明，在室温情况下，以电流为加速应力时，主要失效方式为蓝光芯片的退化；随电流应力的增大，荧光粉退化逐渐变为主要的失效方式， LED球泡灯的相关色温上升，显示指数增大。在温度应力或电流-温度联合应力作用下，荧光粉退化严重，出现黑化现象，此外，灯具、驱动电源、LED支架和铝基板等都发生黄化和变黑现象，结果显示温度应力比电流应力更能加速LED球泡灯失效。基于外推法对电流应力加速LED球泡灯的寿命进行了预测。

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庞铭   张啸寒   刘光   谭雯丹   付威   江国业  

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利用ANSYS有限元模拟软件，建立了激光熔凝RuT300三维实体有限元模型，模型中考虑了激光吸收率、材料热物性参数及相变潜热的影响，通过分析不同预热温度下激光熔凝的瞬态温度场，研究预热温度对温度分布、温度梯度、冷却速率的影响规律。结果表明：在距离试样上表面相同深度处，不同预热温度对应试样相同深度层的最高温度不同，且伴随着预热温度的增加，试样相同位置的最高温度增加，预热温度对试样下部的温度场影响更为明显；在距离试样上表面相同深度处，伴随着初始温度增加，温度梯度减小，当深度达到约2mm处时，试样的温度梯度受预热温度的影响不明显；激光熔凝过程开始前对试样进行预热可降低试样的冷却速率，伴随试样预热温度的增加，试样的冷却速率减小。

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刘潇潇   平雪良   王昕煜  

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针对目前SURF、FAST等主流算法的效率或准确率较低的问题，本文提出一种基于颜色信息改进FAST算法的图像特征检测和匹配算法C-FAST。该算法以效率较高的FAST算法作为特征检测基础，并添加原FAST算法不具备的尺度不变性和旋转不变性特征描述子，同时在特征检测和匹配时将颜色信息作为重要参考，使得改进的算法效率较高的同时具有更高的检测和匹配精度，并且对光照变化和噪声影响均有很好的鲁棒性。本文使用公开数据集和常用图像对FAST、SURF、CIFT及本文算法进行性能分析，运行数据证明该算法能够有效可靠地完成图像特征检测和匹配，对比原FAST算法准确率有30%的提升，为后续搭建视觉里程计奠定了重要基础。

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冯振杰   韩卫雪  

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常规地震信号去噪算法需要提前预知噪声水平，为此提出一种基于W加权核范数最小化(W weighted nuclear norm minimization, W-WNNM)的地震信号盲去噪算法。首先通过基于弱纹理块选择的噪声水平估计算法估计地震信号的噪声水平，对含噪地震信号分块，在迭代过程中利用阈值更新筛选弱纹理信号块，使用主成分分析估计其噪声水平，得到最终估计值；然后将该估计值作为加权核范数最小化(weighted nuclear norm minimization, WNNM)的输入参数，在迭代过程中通过权值分配控制矩阵奇异值的收缩程度，去除地震信号所含随机噪声，逼近原始信号。实验中分别对三种地震信号去噪，并与双树复小波变换、曲波变换、WNNM算法相对比。结果表明，该算法在噪声水平未知的情况下，能有效去除地震信号所含噪声，并且优于传统去噪算法的去噪效果。

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李敏   郑建彬   詹恩奇   汪阳  

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针对传统颜色聚类算法对低对比度自然场景图像检测不佳的问题，本文提出一种基于文本像素颜色聚类的场景文本检测方法。首先利用MSER(Maximally Stable Extremal Regions)提取原图像初始文本区域，经过非文本滤除后，结合SWT(Stroke Width Transform)与角度特征筛选稳定文本像素；然后对稳定文本像素进行像素分组、确定初始颜色中心，通过多尺度的颜色聚类获取候选字符区域；经过字符区域去重后，提取出候选区域的几何特征、笔画特征、纹理特征和边缘特征并结合支持向量机进行字符区域验证；最后进行文本行聚合，从而实现文本检测的目标。本文分别在公共数据集ICDAR2011和ICDAR2013上进行测试，算法的F-score分别为0.76和0.77，相对于其他文本检测算法，本文算法获得了较好的检测性能。

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李嘉科   陈晓冬   汪毅   郁道银  

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摘 要 为了提高超声回波图像的横向分辨率、对比度并抑制最大旁瓣能量，提出一种适用于超声成像的旁瓣相消算法。该方法首先利用基于特征空间的广义消旁瓣算法获得权值矢量，然后计算超声回波信号的相干系数再次优化权值矢量。为了验证算法的有效性，对回波图像中常见的点目标和暗斑进行成像。仿真结果表明：提出的算法相较于延时叠加算法在横向分辨率上提高了60%，相较于特征空间算法在对比度上改善了112%。基于实际超声系统的仿体成像实验与仿真实验结果一致，证明了算法的有效性。

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刘玉珍   蒋政权   马飞   张春华  

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针对高光谱图像数据维数多，光谱信息和空间信息难以提取的问题，提出了一种基于图论和卷积神经网络的分类算法。该算法首先依据高光谱图像中像素之间的光谱关系和空间关系构建超图，然后通过像素之间的距离赋予超边不同的权重值，接下来利用权重值将超边连接的像素进行加权，获得具有谱空联合特征的样本。最后将样本送入卷积神经网络进行特征提取，实现分类。实验在三种最常用的高光谱数据集上进行，在Indian Pines数据集上取得了96.63%的总体分类精度。相对于其他算法，本文算法能够取得更高的分类精度，验证了本文算法所提取的谱空联合信息对高光谱图像具有更强的特征表达能力。

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吴晓   包振宇   康燕   韩孝朕   刘学良   瞿明毅  

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紫色翡翠的颜色成因至今尚未有较一致的认识。本文选取缅甸的白色、淡粉紫色和淡蓝紫色3种颜色类型翡翠样品，对其颜色成因进行了初步研究。利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）和紫外-可见-近红外分光光度计等对翡翠样品进行了元素、结构和光吸收谱等方面的测试和分析。淡紫色翡翠样品主要含有少量的铁、锰和钛三种过渡金属元素，而铬、钒、铜等元素的含量极低。除了Fe3+的吸收峰之外，淡粉紫色翡翠还具有峰值位于566 nm处的宽吸收带，淡蓝紫色翡翠具有峰值位于534 nm处的宽吸收带及长波侧625 nm处的肩带，可知淡粉紫色和淡蓝紫色翡翠主要分别由Mn3+和Ti3+离子致色。

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韩娜   冀婷   崔艳霞   李国辉   张恒康   郝玉英  

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传统的三维有机-无机杂化钙钛矿由于其优异的光电性质及低廉的制作成本经历了前所未有的快速发展。然而，在实现商业化之前，它们对水分、光和热的固有不稳定性仍然是需要解决的问题之一。相比之下，新兴的二维层状钙钛矿由于其环境稳定性、独特的结构和优异的光电性质使之受到了广泛的关注并在光电子器件中有着重要的应用价值。本文首先介绍了二维层状钙钛矿材料的晶体结构及其基本光电特性。随后，总结了二维层状钙钛矿材料在太阳电池、发光二极管、光电探测器领域的最新应用现状，最后对该类材料目前存在的主要问题及未来发展前景进行了展望，以期为设计制备高性能二维层状钙钛矿光电器件提供参考。

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吴晨雪   胡巧   赵苗   苏文静   郭新军   阮昊  

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随着大数据时代信息资源的爆炸性增长，如何将大数据长寿命、安全可靠、低成本、绿色节能的进行存储，并使其具有高访问性能至关重要。传统的单一存储方式已无法应对这一存储需求。磁光电混合存储可将磁、电和光三种存储技术的优点结合起来，利用磁存储介质与电存储介质提供的快速读写能力，以及光存储介质大容量、低成本、不可篡改特性来实现数据长期保存，成为大数据存储发展的主流方向。文章描述了磁光电混合存储的技术特点及发展历程；总结了其关键技术及研究现状，包括存储系统结构、软件和硬件部分关键技术，以及相关标准制定和专利申请等；并在分析前文的基础上介绍了混合存储技术的发展动向。最后，对磁光电混合存储的技术发展进行了展望。该综述有利于研究人员对磁光电混合存储技术有更为系统、清晰、准确的认识，有望为大数据存储技术发展做出贡献。

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王好贤   董衡   周志权  

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红外探测技术相比于其他探测手段具有诸多优点，随着其在军事和民用领域的广泛应用，红外弱小目标检测技术已成为国内外红外领域研究的重点。本文首先对红外弱小目标的特征进行了介绍；然后从基于空间域和变换域的滤波、基于人类视觉系统以及基于图像数据结构三个方面对当前单帧图像的红外弱小目标检测算法的原理、主要步骤及特点进行了综述；最后分析了红外弱小目标检测技术的发展趋势。

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黄江   师文庆   徐国保  

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本文研究了在振幅阻尼通道中两个三能级原子系统的可提纯性演化。研究结果表明，自由纠缠态保持的时间比束缚纠缠态保持的时间更长，这与以前的结果有较大差异。自由纠缠态直接演化至可分离态， 本模型中未出现可提纯性猝死现象。

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滕文秀   温小荣   王妮   施慧慧  

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树种分类是林业遥感研究的一个难点和热点。传统手工提取特征需要专业领域知识，提取高质量特征困难。针对上述问题本文提出了一种基于深度迁移学习的无人机高分影像树种分类与制图方法，该方法首先利用ImageNet上训练的大型卷积神经网络提取树种影像特征，然后采用全局平均池化压缩特征，并添加一个全连接层和Softmax分类器，采用反向传播和Adam优化算法训练树种分类模型，最后使用简单线性迭代聚类生成超像素，以超像素为最小分类单元，生成树种专题地图。实验结果表明，在树种影像受到树密度、树龄、树种、光照、背景等影响，类间差距小，类内差距大，并且树种标签较少，分类难度较大的情况下，仍取得了很好的效果，和小型卷积神经网络相比，收敛更快，总体精度和Kappa系数分别提高9.04%和0.1547，并且超像素树种制图边界更加精确。

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卓刘   陈晓琪   谢振平   蒋晓军   毕道鹍  

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针对自动化迷彩目标发现学习时有效样本严重不足的问题，借鉴AlphaGo的技术思想，提出一种基于样本模拟的深度神经网络仿真训练新方法。建立了迷彩场景仿真合成模型，通过设计图像空间的变换复合操作，场景图像深度特征提取，目标融合度计算，以及图聚类采样等算法，批量化地生成可用于深度神经网络训练学习的代表性迷彩场景仿真样本；设计引入了基于深度残差网络的迷彩目标发现模型，并引入了多尺度联合训练方法提升目标发现性能。在模拟样本和真实场景图像上的实验分析结果表明，上述方法可有效用于迷彩目标自动化识别与评估。

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李乘   姚关心   杨新艳   秦正波   郑贤锋   崔执凤  

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为提高液相基质激光诱导击穿光谱技术（LIBS）的检测灵敏度，必须对光谱探测系统的关键实验参数进行优化。本实验采用液体射流取样技术，以混合水溶液中Pb、Cr、Cd、Mn、Ca、Al等六种金属元素已选定的分析线为研究对象，以金属元素LIBS信号的信噪比(SNR)最大为优化标准，在ICCD门宽为0.3μs时，对激光脉冲能量、ICCD门延时、液体样品流速等关键系统参数进行了优化，结果分别为50mJ、2.0μs和40ml/min。在此情形下得到的激光等离子体满足局部热平衡和光学薄条件,这为后续探索液相基质激光诱导击穿光谱定量分析方法打下了扎实的实验数据基础。

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柯熙政   张云峰   张颖   雷思琛  

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基于随机并行梯度下降(stochastic parallel gradient descent algorithm, SPGD)算法的无波前传感自适应波前校正系统的收敛速度较慢，很难满足无线光相干通信系统对实时性的要求。本文介绍了随机并行梯度下降算法的并行化处理，利用 GP(Graphic processing unit)并行计算提高校正系统的收敛速度。在实验中选用 CCD 相机采集的实时光斑形心的周围 400 个 像素均值作为系统性能指标，利用 GPU 多线程运算对性能指标求解过程和变形镜控制电压向量更新过程进行加速处理。室内实验和外场相干光实验结果表明，时间加速比最大达到了 8.6，斯特列尔比(strehl ratio, SR)则达到了 0.8 以上，即 GPU 加速的波前校正系统的收敛速度提升的同时也保证了校正效果。

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翟玉生   柳文龙   王新杰   谢泽铧   闫赛赛   郭逸航  

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激光准直技术广泛应用于精准定位、精密测量等方面，而激光光线漂移是影响其精度的重要因素之一。引起激光光线漂移的因素有很多，光线漂移的性质也不同，有效的光漂补偿一直是高精度激光准直测量中的难点。本文以二维位移测量为应用实例，在对光漂的产生机制及特性进行分析的基础上，提出了差分补偿和共路补偿相结合的光漂补偿方案，并对所采用的两种光漂补偿方法进行了详细分析及实验验证，实验结果表明，对于光线角度漂移和总漂移，差分补偿法分别可以达到35.2%和54.4%的补偿效果，共路补偿法对光线总漂移可以达到42.2%的补偿效果。研究结果可以为解决激光准直测量中光漂补偿这一共性问题提供技术支持参考。

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曹萌   周婧雯   汤继鸿   裴春莹   尹亚玲  

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粒子的光操控在基础研究以及应用研究中有广泛的需求。椭圆矢量空心光束是一种光束横截面分布为非对称椭圆空心的矢量光束，椭圆空心区域可以用于粒子的操控。本文提出利用椭圆矢量空心光束实现瑞利粒子非对称操控的方案。理论上计算了实验上产生的椭圆矢量空心光束对放置其中的瑞利粒子作用的散射力和梯度力。光梯度力是由于光束强度分布不均匀而对粒子产生的作用，其大小与光梯度成正比，方向为光束的梯度方向；光散射力是由于粒子对光场产生散射，光场将动量传递给粒子所产生的，其大小与光强大小成正比，方向为光传播的方向。本文中使用实验上产生的椭圆矢量空心光束为操控光束，以乙酰苯液体中水分子团为研究对象进行相关粒子囚禁动力学理论分析，并采用Monte-Carlo方法进行相关模拟。理论研究结果表明，瑞利粒子在椭圆矢量空心光束中所受散射力的大小远远小于梯度力，选择合适的光强可以将粒子囚禁在光束非对称空心部分。该方案在原子分子物理、生物物理、量子光学等方面具有广阔的应用前景。

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蔡宏吉   姚治海   高超   任捷   刘籍元   王晓茜  

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鬼成像是一种新颖的成像技术，具有一定的研究价值。在鬼成像中，作为光源的散斑不仅影响恢复图像的质量，同时还影响着成像速度，因此本文提出一种基于叠加散斑图的反射鬼成像方案。该方案主要是在具有散斑颗粒尺寸为1×1pixel的散斑图上随机插入具有不同大小尺寸的散斑颗粒，组合成新的散斑图，称之为叠加散斑，并且将其作为鬼成像的光源应用在实验当中。通过数值模拟以及实验的结果表明，相对于只具有单一尺寸的传统散斑而言，此次方案中由多种不同大小散斑颗粒随机混合形成的叠加散斑显著提高了恢复物体空间信息的衬噪比。本次设计叠加散斑的方案不仅能够减少采样次数的同时还可以显著恢复图像空间信息，进一步推动了鬼成像实用化技术。

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刘啸   王正岭  

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摘 要： 提出一种基于梯形介质光栅金属薄膜结构的折射率传感器。利用梯形介质光栅结构的特殊性和银膜对入射光的角度响应，得到高灵敏度的折射率传感器。运用有限元方法，研究了不同光栅厚度、梯形参数（梯形上底边与下底边的比值）以及不同折射率待分析液体的反射谱线。对传感器结构参数进行优化，重点分析在生物细胞检测溶液中常见的从1.33到1.34及1.34到1.35之间折射率变化，得到了传感器的角灵敏度。研究发现，考虑由反射谱线共振峰的对称移动导致的角灵敏度加倍效应，当待分析液体折射率从1.33变化到1.34时传感器角灵敏度可达840，从1.34变化到1.35时传感器角灵敏度可达1280，并且该传感器具有更宽折射率范围的检测应用。梯形参数对传感器的角灵敏度起着决定性的作用，具有最大灵敏度的传感器结构能形成对比度最大的电场分布驻波结构。

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童英   杨会成  

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交通标志检测在驾驶辅助系统和交通安全方面发挥着重要作用。卷积神经网络在计算机视觉任务上取得了重大的突破，并在交通标志检测方面取得了巨大的成功。然而，现有的检测方法通常达不到实时的效果。因此，本文提出一种改进卷积神经网络交通标志检测方法，通过结合特征级联，难分类负样本采集，多尺度训练和关键参数的适当校准等多种方法来改进快速卷积神经网络模型。首先预训练模型，以便产生否定；然后，使用难分类负样本采集将负样本输入到网络中，提升模型的判别能力；最后，使用多尺度训练过程中的特征级联策略来进一步提升模型的性能。本文利用Tensorflow框架对所提出的方法的有效性进行了仿真分析。在德国交通标志检测数据集上的仿真结果表明，与现有技术相比，本文提出的方法能够获得更高的检测速率，检测速度可以提升到处理每张图像仅需0.016秒。

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史艳琼   尹秋霞   卢荣胜  

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变焦成像三维测量技术是一种基于大数值孔径光学系统的有限景深和垂直扫描方法，采用图像层叠扩展成像景深，实现复杂轮廓超大景深三维测量的光学影像测量技术。它不仅可以实现复杂几何形貌的三维测量，而且可以实现真彩色三维重构，用于物体外形轮廓（如细胞、昆虫等生物样本）的高清晰真彩色可视化，因此在复杂结构物体三维测量与可视化中具有良好的应用前景。本文系统地总结了基于超短景深显微成像技术的超大景深立体显微与三维测量方法，针对变焦显微三维测量方法中的聚焦评价函数、焦点搜索方法、图像序列融合与三维重构方法的性能进行比较分析和研究，并进行实验验证，这些研究对正确实施这种三维成像与测量技术具有指导价值。

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黄姝钰   桑庆兵  

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本文提出了一个基于图像融合的无参考立体图像质量评价算法，该算法首先利用小波变换将立体图像的左右视图进行分解重构，融合在一幅图像中。不但简化了运算，而且保留了立体图像特有的深度信息和视差信息。之后对融合图像进行亮度系数归一化处理，使得各个部分亮度均衡且保留了融合图像的结构信息。最后使用卷积神经网络进行特征提取和回归预测。在LIVE 3D立体图像库和MCL-3D立体图像库的实验结果表明，本文所提方法的预测质量得分与人类主观评价得分取得了很好的一致性，尤其在Blur, FF, WN三种失真类型上，均表现出了先进的性能，优于目前大多数算法。

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张伟   王生怀   任爱华   孙海明  

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为了从相位变化较大条纹中可靠提取相位，采用基于Paul母小波的小波变换分析相应条纹，通过分析Paul小波不同参数条件下对大相位变形条纹及其在噪声影响下相位提取，给出了成功提取大相位变化条纹相位过程中伸缩因子、小波阶数的等参数选择方法。模拟实验表明，通过合理调整Paul小波变换的参数，可以有效提升含噪声的大相位变化变形条纹的相位提取可靠性，以及相位提取的速度。

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唐聪   凌永顺   杨华   杨星   同武勤  

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文中提出了一种基于深度学习的红外与可见光决策级融合跟踪方法。首先阐述了将基于深度学习的物体迁移至视觉跟踪的可能性，引入课题组前期提出的基于深度学习物体检测的视觉跟踪方法。建立了参数传递模型，并从已有的基于深度学习的物体检测模型中抽取了指定对象的可见光物体检测模型，并以此作为基于深度学习的红外物体检测预训练模型，再采用实地采集的红外图像数据集进行fine-tuning训练，进而得到基于深度学习的红外物体检测模型。在此基础上，建立了基于深度学习的红外与可见光决策级融合跟踪模型。最后，进行了单波段跟踪与双波段融合跟踪对比实验，结果表明，文中提出的基于深度学习的双波段融合跟踪相比于单波段跟踪在跟踪精度和成功率上均有所提升，验证了算法的有效性。

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吕攀飞   王曙光  

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无人机侦察是现代战争中常用的侦察手段，而目标识别算法是实现对战场目标自动识别的关键技术。随着人工智能技术的不断成熟，基于卷积神经网络的目标识别方法在识别准确率和识别速度上具有巨大优势。本文通过对目前流行的目标识别方法YOLOv3进行深入研究，并将Inception模块融入其特征提取网络darknet-53中得到新网络darknet-139，相比YOLOv3特征提取网络，新网络具有更好的特征提取能力。为检验新算法性能，采集并制作算法所需的数据集，分别在YOLOv3和新算法上进行训练并测试，实验结果表明，新算法相比YOLOv3的平均识别率提升了约2%。

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李涛涛   杨峰   李石庚   何宇  

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线结构光条中心的提取精度是影响测量精度的主要原因。现有光条中心提取方法多适用于高质量光条图像，而实际测量中，光条成像质量受待测物体表面材质、光照等因素影响，差异较大，为此本文研究了基于高斯-洛伦兹分峰拟合的光条中心提取方法。首先构建了光条的截面能量模型，并对不同成像质量光条进行分类，分析了各类光条截面能量组成；依据能量的组成特点，构建了由高斯主分量和洛伦兹次分量组成的高斯-洛伦兹分峰拟合模型；基于此模型，依次对光条图像进行归一化、光条感兴趣区域提取（ROI）高斯-洛伦兹（G-L）分峰拟合处理；最后通过去洛伦兹分量和灰度重心提取出精确的光条中心。本文方法与灰度重心法、单高斯拟合法、Steger法的提取精确度和效率对比实验表明：本文方法对不同类型光条图像的提取适用性强、精确度高，但整体耗时长，然而对强漫反射和镜面反射光条的提取耗时最短时仅为当前效果最好Steger法的1/2。

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吴华钦   王昊宇   谢文明   李志芳   吴淑莲   李晖  

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20世纪以来, 癌症死亡率整体呈现上升趋势. 抗击癌症需要持续的临床和基础研究, 掌握提高检测和治疗方法. 光声成像技术利用检测光声效应中的超声信号克服了光在生物组织体传输过程中的强散射作用, 突破传统光学成像的成像深度浅以及声学成像的成像对比度低的局限, 在早期癌症检测中具有潜在的广泛应用, 有望成为肿瘤的诊断、定位、分期和治疗的有效手段. 本文主要阐述光声成像技术原理及其在早期癌症检测治疗中国内外临床应用研究现状, 同时展望光声成像技术在生物医学的应用潜力.

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张松龙   谢林伯  

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针对当前基于深度学习的显著性检测算法检测出的显著对象混杂背景噪声和边缘区域模糊的问题，提出了一种级联全卷积神经网络的显著性检测方法。本文主要由两层级联的全卷积神经网络组成，第一阶段构建了一个编码-解码架构的全卷积神经网络，在编码网络中引入一个金字塔模块获取不同区域的全局信息，抑制背景噪声的干扰。第二阶段设计了边缘检测网络，通过提取网络的局部语义信息，学习显著区域的边缘信息。最后，通过融合两个阶段显著图得到边界精确的显著图。实验结果表明，该方法在ECSSD数据库和SED2数据库上具有较高的准确率、召回率和较低的平均绝对误差，为目标识别、机器视觉等应用提供更可靠的预处理结果。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第07期 pp.071501      

姜元建   张晓丹   赵颖  

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作为一种新型高效的太阳电池，硅异质结太阳电池通过在制绒后的金字塔硅衬底表面沉积非晶硅薄膜制备而成。针对金字塔沟壑处在非晶硅沉积时容易出现外延生长的问题，采用化学抛光液CP133对硅片表面进行了抛光处理。结果表明，抛光使得金字塔底部区域形貌由“V”型变成了“U”型，此形貌明显改善了a-Si:H/c-Si界面钝化效果。研究发现抛光溶液温度低于30℃ 时难以发挥腐蚀作用，但当提高溶液的起始温度至35℃ 时，获得了较好的抛光效果。为选择合适的金字塔尺寸范围，分别对2wt%和1wt%浓度NaOH溶液制绒的硅片进行了抛光时间的实验，研究了其对硅片表面形貌、钝化特性及电池性能的影响。结果表明，采用1wt%NaOH浓度制绒的电池性能更好。即具有尺寸在5-10μm金字塔的硅衬底更适合。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.062402      

刘加林   王慧琴   王可   吴萌   赵丽娟   张小红  

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为了解决多通道光谱图像数据成像过程中由于更换滤光片造成的几何畸变问题，提出了一种基于SURF特征与最大子矩阵融合的多通道光谱图像配准方法。首先利用SURF算法提取多通道光谱图像的特征，然后进行透视变换得到初步配准图像。针对配准后图像边缘出现零像素值无效区域的问题，提出最大子矩阵检测图像最大内接矩形的方法去掉无效边缘区域，最大化的保留有效区域信息。对壁画的多通道成像数据进行了实验，结果表明，提出的配准方法较好的解决了图像尺度与亮度变化问题，同时能够避免其他配准方法产生的无效区域对后续光谱重建与颜色复原的影响，在配准精度、信息最大化保留、时间效率上具有更好的性能。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.063002      

范杰   龚春阳   杨晶晶   邹永刚   马晓辉  

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与传统的F-P腔半导体激光器相比，采用分布布拉格反射器（DBR）光栅的半导体激光器具有窄线宽、输出波长稳定等特性，是实现动态单纵模工作的最有效方法之一。在半导体激光器内部集成DBR光栅，不仅可以实现纵模的选择，还可以通过器件结构设计、施加DBR光栅注入电流等途径，实现激光器双波长激光的输出以及波长可调谐等特性。本文介绍了几种内置DBR光栅的边发射半导体激光器的结构特点、制作工艺及性能优势。在此之上，综述了内置DBR光栅边发射半导体激光器的研究现状和进展，并探讨该类激光器的发展前景。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.060003      

相建凯   吴萌   王展   甄刚   马琳燕  

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X光照相是一种传统无损检测方法，随着数字成像技术的使用，被广泛应用于文物的检测分析中，为科技考古、文物保护和文物鉴定等领域服务。但由于受到本身材质和保存状况等因素的限制，文物X光照相得到的原始图像普遍质量不高，往往需要进行多次X射线曝光才能达到检测目的，增加了检测和分析难度。为了解决这一问题，参考医学X光图像处理方法，将数字图像增强技术引入文物X光图像中，具体采用了高频强调滤波自适应直方图算法。经图像增强后，文物X光图像的边缘细节得到增强，对比度得到拉伸，有用信息更加清晰，不但方便了图像分析，而且还简化了整个检测过程。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.063402      

胡艳   校松   冯晶晶  

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多纤芯弹性光网络可以增加网络容量、提高网络性能，然而选路及纤芯分配问题也是多纤芯弹性光网络中面临的难题。本文针对资源有限的多纤芯弹性光网络中选路以及纤芯分配问题进行了研究，首先，考虑纤芯可变因素影响网络性能，建立了一个以最小化业务阻塞率为目标的全局约束优化模型。其次，为高效的求解所建立的优化模型，考虑路径的长度以及路径的频谱可用性为业务选择候选路径集，设计了具有高效的编码方法、交叉、变异及局部搜索算子的遗传算法。最后，在不同的网络拓扑中进行了仿真实验，实验结果表明本文所设计算法在相同的业务量情况下能够得到比对比算法较小的业务阻塞率，即较优的选路以及纤芯分配方案。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.060604      

高旭恒   吴立志  

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激光诱导等离子体点火能够提高内燃机的点火效率和能量利用效率，并且能够实现中心点火和多点点火，相较于目前的电火花塞点火具有很大优势。而半导体二极管激光器泵浦的被动调Q固体激光器是激光诱导等离子体点火系统的理想光源。本文开发了一种基于Nd:YAG/Cr:YAG复合晶体结构的被动调Q固体微片激光器。微片激光器使用Cr:YAG可饱和吸收体作为被动调Q器件，可产生高能量短脉宽的脉冲。微片激光器采用元件一体化设计，缩小了系统体积，并提高了输出脉冲的性能。Nd:YAG/Cr:YAG微片激光器输出单脉冲能量3.5 mJ，脉宽2.1 ns，峰值功率1.67 MW，性能指标达到了国际同类水平。利用被动调Q激光速率方程，计算了微片激光器的关键参数。脉冲能量的理论值与实验值符合较好。对复合微片激光器进行集成和组装，得到了Nd:YAG/Cr:YAG微片激光器原理样机。微片激光器能够成功击穿目标靶附近的空气并产生等离子体，说明该样机初步具备了作为激光火花塞的技术要求。

       PDF全文 (下载：7)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.061401      

聂媱   王友云   吴雪琴   方宇  

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载流子复合影响了基于SiC的光电器件的性能，通过缺陷的载流子复合是影响载流子寿命的最重要的因素之一。本文利用带间激发的超快瞬态吸收光谱来探究导电（n型）氮（N）掺杂和半绝缘（SI）钒（V）掺杂6H-SiC晶片的超快载流子复合动力学过程。n型6H-SiC的载流子弛豫由通过N杂质和/或固有缺陷的间接复合占主导，其寿命超过了10 ns。与n型6H-SiC相比，V的掺杂对SI 6H-SiC的瞬态吸收有显著的调制，这是源于V深能级的载流子俘获引起的一个额外的载流复合过程。载流子俘获寿命（～160 ps）比间接复合的速度快2个数量级以上。通过简化能级模型和全局分析，准确地获得了6H-SiC的载流子复合机制和寿命。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.063201      

张萌萌   刘以安   宋萍  

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为了提高雷达调制信号在日趋复杂多样的电子对抗环境中的分选准确度，建立融合偏联系数模糊聚类（PCFCM）算法和教与学随机森林（TLRF）算法的雷达调制信号分选模型（PCFCM-TLRF）。该模型首先引入偏联系数（PCN）改进K均值聚类（K-means）算法，从而优化模糊C均值聚类（FCM）算法的初始聚类中心，形成改进的FCM算法，用改进后的FCM算法对信号样本集进行预处理；然后使用教与学（TLBO）算法优化随机森林（RF）算法中的决策树组合，使优化后的RF算法能够以更低的复杂度构成更优的分类器；最后将预处理后的样本作为教与学随机森林中的训练样本实现信号分选。仿真实验结果显示，与其他分选模型相比，PCFCM-TLRF模型具有更高的分选准确度，能够有效地实现雷达调制信号的分选。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.062804      

张芳   吴玥   肖志涛   耿磊   吴骏   刘彦北   王雯  

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为了准确测量纳米颗粒的尺寸，进而评价纳米材料的品质，本文依据透射电子显微镜拍摄的纳米颗粒图像，提出一种基于U-Net卷积神经网络的颗粒自动分割方法，将U-Net部分网络结构与BN层结合，减少网络对初始化的依赖，提升训练速度。首先对纳米颗粒图像进行半隐式偏微分方程滤波以增强图像边缘信息，然后利用改进的U-Net网络训练纳米颗粒个体分割模型，在此基础上得到分割结果。实验结果表明，结合半隐式偏微分方程滤波预处理方法，改进的U-Net网络能准确分割出图像中的纳米颗粒，尤其对边缘模糊和强度不均的纳米颗粒的分割效果显著提升。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2019年第56卷第06期 pp.061005      

刘迪   李迎春  

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由于遥感图像最终面向人眼视觉系统，因此主观评价是其图像质量的重要参考，但是主观评价通常存在效率较低的问题；并且，目前大多遥感图像质量评价方法仅针对单一失真类型，没有同时考虑图像获取过程中模糊与噪声等因素对图像质量的共同影响。针对以上问题，本文提出了一种基于深度学习和人眼视觉特性的遥感图像质量评价方法，利用卷积神经网络和BP神经网络分类器，并行对遥感图像进行特征学习，实现图像的模糊和噪声强度的等级分类；然后利用掩盖效应引入感知加权因子修正评价模型，最终得到更符合人眼视觉的遥感图像质量评价结果。实验结果显示，本文所提方法有效解决了同时存在模糊和噪声两种失真的遥感图像质量评价的困难，能有效、准确的评价遥感图像的质量，与主观评价结果有较好的一致性，更加符合人眼视觉感受。