作者单位
摘要
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川绵阳 621999
针对无人机空地信道, 基于空间期望最大化算法(SAGE)对信道特征参数进行高精确度估计。在提取了多径时延、多径功率等空地信道小尺度衰落特征后, 利用均匀量化和非均匀量化方法, 对实测数据的主径功率、主径-多径功率差开展无线信道密钥量化。分别针对起飞和巡航场景分析了密钥的量化效率、随机性以及算法运行时间等指标, 并与基于大尺度特征的密钥量化结果进行比较。密钥量化效率结果表明: 基于非均匀量化优于均匀量化; 基于信道特征高精确度估计的量化方法优于传统基于大尺度特征的量化; 起飞场景下的量化优于巡航场景的量化。密钥随机性测试结果表明本次量化所获得的密钥都具有较好的随机性; 算法运行时间结果则表明不同量化方法的运行时间差异较小。因此基于高精确度提取的 2种量化方法复杂度较低。
空地信道 空间期望最大化算法 密钥量化 非均匀间隔 信道测量 air-to-ground channel Space-Alternating Generalized Expectation-maximiza key quantification non-uniform guard interval channel measurement 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1306
作者单位
摘要
陕西科技大学 电子信息与人工智能学院,陕西 西安710021
针对ResNet18网络模型在面部表情识别时存在网络模型大、准确率低等问题,提出了一种基于注意力机制ResNet轻量网络模型(Multi-Scale CBAM Lightweight ResNet,MCLResNet),能够以较少的参数量、较高的准确率实现面部表情的识别。首先,采用ResNet18作为主干网络提取特征,引入分组卷积减少ResNet18的参数量;利用倒残差结构增加网络深度,优化了图像特征提取效果。其次,将CBAM(Convolutional Block Attention Module)通道注意力模块中的共享全连接层替换为1×3的卷积模块,有效减少了通道信息的丢失;在CBAM空间注意力模块中添加多尺度卷积模块获得了不同尺度的空间特征信息。最后,将多尺度空间特征融合的CBAM模块(Multi-Scale CBAM,MSCBAM)添加到轻量的ResNet模型中,有效增加了网络模型的特征表达能力,另外在引入MSCBAM的网络模型输出层增加一层全连接层,以此增加模型在输出时的非线性表示。该模型在FER2013和CK+数据集上的实验结果表明,本文提出的模型参数量相比ResNet18下降82.58%,并且有较好的识别准确率。
ResNet轻量网络 多尺度空间特征融合 面部表情识别 注意力机制 lightweight resnet network multi-scale spatial feature fusion facial expression recognition attention mechanism 
液晶与显示
2023, 38(11): 1503
杨明哲 1,2王小霞 1,*樊宇 1孟鸣凤 1[ ... ]罗积润 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院 高功率微波源与技术重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京 100180
基于140 GHz兆瓦级回旋振荡器电子枪设计和研制,利用ANSYS热分析软件,建立相应的磁控注入电子枪模型,分析电子枪工作时阴极温度均匀性及热形变,尝试通过相关几何和电参数的调整,在改善阴极温度均匀性的基础上,尽可能消除热形变对电子轨迹质量的影响。通过对比相同加热功率下阴极发射带的实测温度及仿真温度,评价了仿真模型及结果的合理性,为阴极组件的实际设计提供了参考数据。
磁控注入电子枪 电子枪阴极 热分析 ANSYS 热形变 magnetron injection electron gun cathode thermal analysis ANSYS code deformations 
红外与毫米波学报
2023, 42(2): 208
作者单位
摘要
重庆邮电大学光电工程学院, 光电信息感测与传输技术重庆重点实验室, 重庆 400065
硝酸盐氮(NO3-N)是水中“三氮”(硝酸盐氮、 亚硝酸盐氮、 氨氮)之一, 能够反映水体受污染的程度, 是水质评估的一项重要指标。 水体中的硝酸盐氮浓度过高不仅会导致水环境污染加重, 而且会对人畜及水产构成较大威胁。 传统的硝酸盐氮检测必须先反应后测定, 具有时间长、 操作复杂、 有二次污染等缺点。 光谱法具有快速、 无损、 无试剂消耗等显著优点。 针对硝酸盐氮难以快速检测的问题, 提出了一种基于紫外吸收光谱的快速定量分析硝酸盐氮的方法。 采集42份浓度为0~20 mg·L-1的硝酸盐氮标准溶液样本的紫外吸收光谱, 每份样本经11次平均处理以减少仪器噪声和环境的影响。 采用SPXY算法按照7∶3的比例划分训练集、 测试集, 对紫外吸收光谱数据使用Savitzky-Golay(SG)滤波算法进行预处理, 通过10折叠交叉验证获得套索回归(lasso regression)合适的正则化参数λ=0.203 6, 再使用Lasso回归在全光谱范围内筛选出与硝酸盐氮相关的光谱特征波长, 将特征波长处的吸光度与样本浓度进行偏最小二乘(PLS)拟合建立硝酸盐氮的回归模型。 采用此建模方法所建立的模型训练集的R2与RMSE分别为0.999 91和0.060 15 mg·L-1, 测试集的R2与RMSE分别为0.999 72和0.046 91 mg·L-1。 为了验证提出的SG-Lasso-PLS预测模型效果, 另外建立了Lasso-PLS, SG-PCA-PLS和SG-PCA-SVR三种预测模型进行对比。 验证结果表明, SG-Lasso-PLS建立的预测模型的R2和RMSE均优于其他三种预测模型。 说明SG滤波能够消除光谱信号的随机噪声, 提高模型的预测精度。 与PCA数据降维算法相比, Lasso可实现全光谱范围内的光谱特征选择和数据降维, 能有效消除光谱数据的冗余信息, 提高模型的预测精度。 因此, 本文提出的SG-Lasso-PLS混合模型能够快速准确的对水体中的硝酸盐氮进行预测。 作为硝酸盐氮浓度检测的基础研究, 能为快速无污染的水质在线监测场景提供算法参考。
硝酸盐氮 紫外吸收光谱 Lasso回归 PLS回归 Nitrate nitrogen UV absorption spectroscopy Lasso regression PLS regression 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1037
孙颖 1,2侯志强 1,2,*杨晨 1,2马素刚 1,2范九伦 1
作者单位
摘要
1 西安邮电大学 计算机学院,西安 710121
2 陕西省网络数据分析与智能处理重点实验室,西安 710121
针对红外图像和可见光图像的融合目标检测问题,提出一种基于双模态融合网络的目标检测算法。在同时输入红外和可见光图像对后,利用设计的红外编码器提取红外图像空间特征信息;通过设计的可见光编码器将可见光图像从垂直和水平两个空间方向聚合特征,通过精确的位置信息对通道关系进行编码;最后,采用提出的门控融合网络自适应调节两路特征的权重分配,实现跨模态特征融合。在KAIST行人数据集上,与基准算法YOLOv5-n单独检测可见光图像和红外图像的结果相比,所提算法检测精度分别提升15.1%和2.8%;与基准算法YOLOv5-s相比,检测精度分别提升14.7%和3%;同时,检测速度在两个不同基准算法模型上分别达到117.6 FPS和102 FPS。在自建的GIR数据集上,所提算法的检测精度和速度也同样具有明显优势。此外,该算法还能对单独输入的可见光或红外图像进行目标检测,且检测性能与基准算法相比有明显提升。
目标检测 门控网络 早期融合 双模态 编码器 Object detection Gating network Early fusion Dual-model Encoder 
光子学报
2023, 52(1): 0110002
朱河圳 1王选朋 2,3,*韩康 1杨晨 1[ ... ]麦立强 1,3,*
作者单位
摘要
1 1.武汉理工大学 材料科学与工程学院, 武汉 430700
2 2.武汉理工大学 理学院, 武汉 430700
3 3.先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室), 佛山 528200
超高镍正极材料具有高比能、高电压和低成本等特点, 在新一代锂离子电池中备受关注, 但在电池的长循环过程中会出现微裂纹、机械粉化和不可逆相变, 导致差的循环性能。本研究采用简便的湿化学法制备了一系列Ca3(PO4)2包覆的超高镍LiNi0.91Co0.06Al0.03O2材料(NCA@nCP)。其中, NCA@1CP在1C (1C=200 mA/g)、2.7~4.3 V下可获得204.8 mAh/g的放电比容量, 100圈循环后容量保持率为91.5%, 甚至在2C的倍率下循环300圈后仍保留153.4 mAh/g的放电比容量。表征结果证实该包覆层可抑制材料的Li/Ni混排、不可逆相变和机械粉化, 从而大幅提升了循环稳定性。本研究表明Ca3(PO4)2包覆策略在提升超高镍正极材料储锂稳定性方面具有较大的应用潜力。
锂离子电池 超高镍正极 Ca3(PO4)2 表面包覆 lithium-ion battery ultra-high nickel cathode Ca3(PO4)2 surface coating 
无机材料学报
2022, 37(9): 1030
邓子青 1王阳 1张兵 1丁召 1[ ... ]杨晨 1,*
作者单位
摘要
1 贵州大学大数据与信息工程学院半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵州 贵阳 550025
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
为充分提取高光谱图像(HSI)的光谱空间信息特征,实现HSI的高精度地物分类,提出端到端的多尺度特征融合残差(MFFI)模块。该模块结合了3D多尺度卷积、特征融合以及残差连接3种手段,实现了HSI多尺度光谱空间特征的联合提取。因模块具有端到端特性,可通过堆叠多个MFFI模块得到具有提取深层特征能力的MFFI网络。该网络在Salinas、Indian Pines和University of Pavia 3个HSI数据集的平均总体准确率为99.73%,平均准确率为99.84%,平均卡帕系数为0.9971。结果表明:MFFI模块可以有效提取不同类型地物数据集的光谱空间特征,并取得良好的分类结果。
高光谱图像分类 残差结构 多尺度特征融合 光谱空间特征提取 卷积神经网络 
激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1810014
作者单位
摘要
1 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州),海洋立体观测团队,广东广州511458
2 天津航天中为数据系统科技有限公司,资源环境项目办,天津300150
渔业公司船多且作业队伍不固定,通过在每艘船上加装卫星通信终端来解决远洋宽带通信问题成本很高。根据船队分为指挥船与任务船两类,出海作业时每组由一艘指挥船带领若干任务船的特点,在指挥中心和指挥船之间建立卫星通信网络,在指挥船和任务船之间建立移动宽带多媒体通信网络,并辅以组播、路由自动切换等策略。建成后的系统可实现任意船只之间以及船与指挥中心间的宽带互联互通,指挥船与任务船随机组队时,链路可自适应,系统无需重新配置,指挥船与任务船间宽带通信距离大于20 km。该系统可大大降低渔业公司远洋宽带通信网络的建设成本与运营成本。
海上通信 卫星通信 宽带多媒体集群 视频会议 maritime communications satellite communications broadband multimedia cluster video conference 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(4): 319
作者单位
摘要
浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
光学相干层析成像(OCT)能通过微型光纤探头实现人体内部组织和器官的三维结构或功能成像,在生物医学成像领域具有重要应用。本课题组提出并改进了基于大纤芯光纤的微型探头,同时通过调制大纤芯光纤的模式能量分布、模式相位差、模式干涉场的放大方式以及模式数量实现了出射光束的调控和成像性能的优化,以期同时获得较高的横向分辨率、较长的焦深和工作距以及较好的轴向光强均匀性。本文提出了相应的快速仿真方法,解决了模式数量多、模式干涉场复杂情况下探头参数的优化问题。仿真和实验显示,基于大纤芯光纤的探头能实现2~3.8倍的焦深拓展和2.1倍的工作距拓展,且在成像效果上相对于传统光纤探头有显著提升。由于具有尺寸小、成像质量好、结构牢固的优点,基于大纤芯光纤的探头在OCT内窥成像尤其是窄小空间内的高分辨率成像方面具有巨大的应用潜力。
光纤光学 光学相干层析成像 光纤探头 优化 大纤芯光纤 
中国激光
2022, 49(20): 2007201
作者单位
摘要
安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001
针对传统检测方式的食用油损耗大、操作烦琐、耗时长等缺陷,提出了一种食用油种类快速无损检测的新思路。实验选用包括混合油样在内的5种待测油样本,利用搭建出的激光诱导荧光系统采集数据500组,随机选取其中400组光谱数据作为训练集,余下的100组作为测试集。选用性能更为优异的堆栈自动编码器算法对获取的荧光光谱数据进行特征提取,通过极限学习机进行分类识别,最后利用不同时间测出的食用油样本验证模型的普适性。实验结果表明,在所构建的识别模型下,样本测试网络时间仅为0.2 ms,分类准确率可达到100%,用于验证的新油样同样可取得极好的分类效果,分类速度快,准确率高。所得结果证明所建立的模型是可靠的,能够在确保精准识别的同时,实现食用油类别的快速无损检测。
光谱学 激光诱导荧光 堆栈自动编码器 特征提取 极限学习机 快速无损检测 
激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0830001

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