云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
阴影形状、偏转测量和光度立体法等多种手段都能得到场景的法线场, 需要进一步重建才能获得高度场, 因此由法线场重建场景的深度信息值得研究。提出一种由离散法向量恢复高度场函数的方法。首先, 基于离散几何的原理, 逐行估计场景的行高度值; 然后计算少量列高度; 最后根据列高度值, 逐行调整各行的高度平均值, 得出整个场景的高度分布, 其中在估计行高度值与列高度值的过程都运用了最小二乘法。该方法由于减少了优化的数据量, 不需要大型的矩阵运算和运算内存, 并且对于物体表面连续并且光滑的曲面会有较好的效果。实验表明, 该方法对曲面连续突变较少的场景的深度恢复较好, 但对于突变较多的场景, 所恢复出的高度会有横条纹。
法线图 高度图 表面重建 最小二乘 深度恢复 normal map height map surface reconstruction the least squares depth recovery
安徽省农业科学院土壤肥料研究所, 安徽 合肥 230031 养分循环与资源环境安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
店埠河农业小流域是南淝河最大的支流, 探究该流域水体溶解性有机质(DOM)的时空演变机制对于了解其水生生态系统至关重要。 该研究结合水体的三维荧光光谱和紫外-可见光谱, 采用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行组分提取, 分析该流域特定时段的水体DOM荧光组分及比例, 结合荧光参数(荧光指数FI、 自生源指标BIX以及腐殖化指标HIX)和紫外-可见光谱吸收特征参数(α254、 E2/E3)分析店埠河农业小流域水体DOM时空特征。 实验结果显示: 店埠河农业小流域在该特定时段(2020年9月-2021年4月)水体DOM包含2个有效的荧光组分, 分别为1种类腐殖质物质(类富里酸组分)和1种类蛋白质物质(低激发类色氨酸组分), 两个组分各占比例分别为53.9%和46.1%; 水体三个荧光参数(FI、 BIX、 HIX)在不同季节(9月秋季、 1月冬季和4月春季)之间的荧光参数呈现显著的季节变化差异, 指明DOM总体上受陆源和内源物质的综合影响, 具有强腐殖化、 弱自生源特征; 紫外-可见光谱吸收特征参数(α254、 E2/E3)表明1月冬季水体的DOM相对浓度和分子量大小均低于其他两个季节(9月秋季和4月春季), 而各采样点DOM分子量大小和相对浓度从河流上游到下游均未呈现明显的区域变化趋势。 该研究综合流域水体三维荧光光谱特征和紫外-可见光谱吸收特征, 示踪了店埠河农业小流域水体特定时段DOM的组分来源, 分析了其时空分布特征, 从而为该流域的生态环境综合治理提供可靠的理论依据。
店埠河流域 溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱(EEMs) 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) The watershed of Dianbu River Dissolved organic matter (DOM) Fluorescence excitation emission matrix spectrosco UV-visible absorption spectrum (UV-Vis) 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2983
1 中国农业大学食品科学与营养工程学院, 北京 100083 北京市农林科学院信息技术研究中心, 北京 100097农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室, 北京 100097
2 北京市食品风味化学重点实验室, 北京工商大学, 北京 100084
3 北京市农林科学院信息技术研究中心, 北京 100097农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室, 北京 100097
4 中国农业大学食品科学与营养工程学院, 北京 100083
金属有机骨架材料（MOFs）是一类高比表面积、 结构多样性、 可修饰性较强的无机配位多孔骨架材料, 在挥发性有机化合物的吸附、 传感等领域有巨大应用前景。 新鲜度的评价对于肉类工业发展具有重要意义, 肉类在品质劣变时会产生挥发性物质, 是指示其新鲜度变化的灵敏的信息。 据此, 研究制备了一种基于荧光传感的冷鲜猪肉新鲜度指示MOFs复合膜, 并且依据膜对劣变挥发性化合物的响应信息、 对应猪肉样品的新鲜度指标（TVB-N值）建立PLS定量分析模型, 证实其有望成为冷鲜肉品质劣变监测的新技术。 主要结论如下: 以六水硝酸锌∶对苯二甲酸=2∶1的比例, 并向其中添加浓度为2×10-3 mol·L-1的罗丹明B, 制备得到RhB@MOF-5, 并对其进行表征。 根据RhB@MOF-5吸附冷鲜猪肉劣变气味前后的红外光谱变化, 推测其中可能有胺类物质。 之后以MOF∶PVDF(w/w)=4∶5的比例按照混合基质法制得MOFs复合薄膜。 并通过贮藏期实验验证了MOFs复合膜的贮藏稳定性, 证明其能在4 ℃避光环境中维持至少60 d的荧光稳定性。 此外, 利用MOFs 复合膜结合荧光传感技术对冷鲜猪肉整个劣变期间的挥发性化合物进行吸附、 响应, 观察其荧光性质的变化。 同时采用三维荧光技术观察到吸附后MOF-5相关峰和罗丹明B相关峰强度减弱, 分析是由胺类物质引起的罗丹明B电子云改变, 从而产生荧光猝灭。 采集激发波长340 nm处的表面荧光光谱可同时得到两个发射波长分别为435nm和550nm的特征峰与TVB-N值的响应信息, 使用偏最小二乘算法（PLS）建立新鲜度指标（TVB-N）预测模型, 建模结果R2c为0.908, R2p为0.821, RMSEC和RMSEP分别为3.435和3.647 mg·(100 g)-1, 具有良好的预测精度。 表明功能化MOFs复合膜可用于冷鲜猪肉的新鲜度预测。
冷鲜猪肉 金属有机骨架材料 挥发性化合物 荧光光谱 新鲜度检测 Chilled pork Metal-organic Framework materials Volatile compounds Fluorescence spectrum Freshness detection 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2105
强激光与粒子束
2023, 35(11): 114002
Author Affiliations
Abstract
Rabies-viruses-based retrograde tracers can spread across multiple synapses in a retrograde direction in the nervous system of rodents and primates, making them powerful tools for determining the structure and function of the complicated neural circuits of the brain. However, they have some limitations, such as posing high risks to human health and the inability to retrograde trans-synaptic label inputs from genetically-defined starter neurons. Here, we established a new retrograde trans-multi-synaptic tracing method through brain-wide rabies virus glycoprotein (RVG) compensation, followed by glycoprotein-deleted rabies virus (RV-G) infection in specific brain regions. Furthermore, in combination with the avian tumor virus receptor A (TVA) controlled by a cell-type-specific promoter, we found that EnvA-pseudotyped RV-G can mediate efficient retrograde trans-multi-synaptic transduction from cell-type-specific starter neurons. This study provides new alternative methods for neuroscience researchers to analyze the input neural networks of rodents and nonhuman primates.
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(6): 2340001
1 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院,沈阳 110006
2 国网辽宁省电力有限公司,沈阳 110006
3 沈阳农业大学 信息与电气工程学院,沈阳 110161
4 国网辽宁营销服务中心,沈阳 110168
电力电缆敷设不规范是导致绝缘故障的主要原因,影响电缆的安全运行。当前电缆敷设质量检测多采用人工接触式测量,主观性强、精度低,容易对敷设区域造成二次损伤。文章提出一种基于点云的隧道电缆敷设质量参数自动检测方法。首先在电缆敷设施工位置获取隧道电缆点云数据;之后基于隧道的结构特征分割出电缆点云;最后,基于颜色和形态特征从电缆点云中分割出敷设区域并自动测量敷设质量参数。所提出的电缆和敷设区域点云分割算法的平均精确度、召回率、F1分数均大于0.92,自动测量的4个敷设质量参数平均绝对误差均小于0.35 mm。试验表明,该方法可以准确定位电缆敷设区域,并对敷设质量参数进行自动精准测量。
三维激光点云 电缆敷设 点云分割 计算机视觉 3D laser point cloud cable laying point cloud segmentation computer vision
中国人民公安大学信息网络安全学院，北京 100038
针对低照度环境下红外与可见光图像融合过程中存在显著目标不完整、边缘模糊和对比度不足等问题，提出一种基于显著目标提取和泊松重建的融合方法。针对红外图像像素之间强度显著性的差异，首先利用显著性检测、阈值分割和伽马校正的关联性提取显著目标，从而实现红外图像中目标与背景的分离；其次考虑了源图像的视觉显著特征和梯度显著性，在梯度域上通过求解泊松方程重建融合图像；最后为提高低照度环境下融合图像的质量，利用红外图像的统计量均值和标准差优化融合结果。实验结果表明，所提方法在定性和定量分析方面均优于其他对比方法，能较好地突出红外目标信息，保留丰富的背景信息，视觉效果显著。
图像处理 图像融合 红外图像 可见光图像 泊松重建 低照度 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1610012
Author Affiliations
Abstract
Ministry of Education Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Provincial Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices and Shaanxi Provincial Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physics, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
Multimode photonic quantum memory could enhance the information processing speed in a quantum repeater-based quantum network. A large obstacle that impedes the storage of the spatial multimode in a hot atomic ensemble is atomic diffusion, which severely disturbs the structure of the retrieved light field. In this paper, we demonstrate that the elegant Ince-Gaussian (eIG) mode possesses the ability to resist such diffusion. Our experimental results show that the overall structure of the eIG modes under different parameters maintains well after microseconds of storage. In contrast, the standard IG modes under the same circumstance are disrupted and become unrecognizable. Our findings could promote the construction of quantum networks based on room-temperature atoms.
elegant Ince-Gaussian mode hot atomic ensemble antidiffusion Chinese Optics Letters
2023, 21(7): 072701
云南民族大学电气信息工程学院, 昆明 650000
对未知环境的探索, 如搜救、追逃等场景, 无人机需要一边探索(感知)环境一边完成当前的航迹规划(动作选择)。针对上述场景, 为了提高无人机对未知环境的探索范围, 提出了结合长短期记忆的改进深度双Q网络探索航迹规划方法: 搭建仿真地图, 以无人机视野内的环境信息作为输入, 引入长短期记忆网络, 输出动作方向的选择; 设置探索经验样本优先级, 提高训练效率; 加入飞行动力学约束, 设计合理的状态、动作空间及单步奖励函数。运用所提算法, 无人机可以自主规划出一条无碰撞且对环境探索范围大的航迹。仿真实验结果表明: 在未知环境下, 所提算法得到的探索面积比、单步探索平均奖励值等指标均优于传统的DDQN算法。
无人机 长短期记忆网络 深度双Q网络 未知环境探索 航迹规划 UAV Long Short-Term Memory (LSTM) network Deep Double Q Network (DDQN) unknown environment exploration trajectory planning
