作者单位
摘要
1 西南交通大学 信息科学与技术学院,成都 611756
2 中国电子科技集团公司第三十研究所,成都 610041
3 西南交通大学 数学学院,成都 611756
针对时域脉冲信号样本的射频指纹提取与深度学习模型的可解释性,提出了一种基于Grad-CAM的重要区域可视化呈现方法,并通过重要区域的多次掩码测试,来分析重要区域对射频指纹识别结果的影响。基于10个辐射源的信号样本,对比了层数不同的两种ResNet模型的测试结果。测试发现该方法能够区分不同类型信号并呈现个体差异。分析表明,该方法能够发现不同辐射源发送相同信号时的重要区域定位差异,能可视化反映辐射源个体特征的空间距离,以及不同模型的特征表征与指纹定位准确度差异;同时发现对重要区域的掩码更容易产生误预测,证明特定信号存在与时频特征相关的射频指纹,并可辅助可视化定位影响射频指纹样本识别的关键点。
可解释性 射频指纹 深度学习 可视化 信号特征 interpretability radio frequency fingerprint deep learning visualization signal characteristics 
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043019
作者单位
摘要
深圳信息职业技术学院 信息与通信学院, 广东 深圳  518172
温度是表征物理化学性质的最基本参数之一,精确的温度测量对于现代科学技术发展起着至关重要的作用。传统基于稀土离子热耦合能级对(TCLs)能量传递的荧光温度传感器因TCLs之间能量差的限制存在测温灵敏度低及信号区分困难等问题。为寻求更优的解决方案,本研究探索了氧空位缺陷发光在荧光温度传感器领域的应用前景。本文通过高温固相法合成了BaMgSiO4陶瓷,由于在高温烧结过程中有少量Ba2+和Mg2+蒸发,陶瓷中会产生氧空位以保持材料电中性。这些氧空位所形成的缺陷能级在332 nm紫外光激发下,发射出372,400,527 nm三种波长的发射光。这三种发射光强度对温度有着不同的敏感性,使得其能够良好应用于荧光温度传感领域。其中,I372I527组成的温度传感系统相对测温灵敏度在298 K时为2.90%·K-1,高于传统TCLs荧光温度传感器的测温灵敏度,突破了TCLs温度传感器的灵敏度天花板。另外,由于372 nm和527 nm波长相差较大,使得BaMgSiO4陶瓷有着室温下绿光发射到458 K高温下蓝光发射的显著变化,实现了温度监控可视化。因此,BaMgSiO4陶瓷因其独特的氧空位缺陷发光特性,为开发荧光温度传感器提供了一种高精度和可视化的新选择,为荧光温度探测技术提供了一条新思路。
氧空位缺陷发光 荧光温度传感材料 能量传递 可视化 luminescence from oxygen vacancy defects fluorescence temperature sensors energy transfer visualization 
发光学报
2024, 45(2): 308
作者单位
摘要
中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
塑料因其可塑性与低成本在日常生活与工业中被广泛使用,然而这也带来环境污染与资源浪费等问题,因此塑料分类成为重要研究课题。为验证高光谱成像技术在塑料分类中的可行性,采用近红外高光谱成像技术(NIR-HSI),比较了1100~1650 nm波段数据在9种常见塑料分类中的效果。涵盖K邻近法(K-NN)、支持向量机(SVM)、粒子群算法训练的SVM(PSO-SVM)、遗传算法优化的SVM(GA-SVM)等机器学习方法。通过验证数据筛选模型准确率后,将其应用于高光谱图像,通过可视化分类对比原始图像评估模型效果。结果显示,基于欧氏距离、余弦相似度的K-NN和GA-SVM分类效果最佳,验证数据的精度分别达到96.14%、96.21%和98.67%,在可视化分类上也呈现出良好效果。高光谱成像技术在塑料分选中具有很高的应用价值,只需获取特定塑料的光谱数据并进行适当处理,即可对不同颜色、形状、工艺的同类塑料制品进行有效区分。
近红外高光谱成像 塑料分类 机器学习 可视化分类 
激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211031
作者单位
摘要
河北工业大学 能源与环境工程学院,天津 300401
基于OBE理念对建筑能源工程装备的设计、安装、运行、管理要求,本课题建立了建筑内部参数化、模块化、可视化的能源设备仿真和实训平台,在此基础上,指导学生进行建筑冷热源、管道系统、末端设备、热计量设备4大任务模块的安装实操集训,深入理解建筑能源设备的特点、建筑与能源的相互关系,从而在实践认知、动手操作等方面对本科生综合素质的提高起到良好的补充作用。
建筑能源设备 参数化 可视化 仿真平台 architectural energy equipment parameterization visualization simulation platform 
实验科学与技术
2023, 21(6): 61
作者单位
摘要
1 华东师范大学计算机科学与技术学院, 上海 200062
2 丰华东师范大学计算机科学与技术学院, 上海 200062
3 华东师范大学计算机科学与技术学院, 上海 200062同济大学软件学院, 上海 200092
在大数据时代, 依靠以机器学习为代表的人工智能技术从海量、复杂多样的电磁大数据中快速挖掘出有效的信息是当前的研究热点。面向电磁数据的机器学习算法具有多样性、多变性的特点, 要求相关人员具有专业能力与编程知识。为解决电磁大数据挖掘实现过程中的复杂编程问题, 提出面向电磁大数据的图形化编程平台, 将机器学习的各类算法组件化, 用户无需编写代码即可建立机器学习模型和工作流分析数据, 并以可视化的方式分析电磁数据, 帮助用户进一步理解数据, 具有快速开发与易上手的优点。
电磁大数据 机器学习 可视化 图像化编程 electromagnetic big data machine learning visualization graphical programming 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(12): 1485
作者单位
摘要
1 华东交通大学电气与自动化工程学院, 江西 南昌 330013
2 鲁南技师学院, 山东 临沂 276000
3 华东交通大学土木建筑学院, 江西 南昌 330013
人们对鱼类的品质追求越来越高, 因此对于开发水产养殖中鱼类重要参数脂肪含量的检测显得愈发的重要, 传统的检测方法虽然经过许多研究人员的修改和改进, 但仍然存在费时费力, 需要专业的人员培训存在一些问题。 光谱技术也存在仅使用整条鱼片作为预测样本, 缺乏普遍性, 整个鱼片的成分分布不均匀, 采样时间过长等导致图像质量不高等问题, 该研究通过MCR-ALS算法重建后的数据和图像的增益效果, 评估了采用近红外高光谱成像技术预测并实现鲑鱼片重要参数(脂肪)可视化的可行性。 首先将购买的新鲜三文鱼按照背面和腹部切块分割, 每条三文鱼制作成20个样本, 共100个样本, 其中75个样本用于校正集, 25个样本用于预测集。 用高光谱成像系统采集三文鱼样本的光谱数据, 再通过索氏提取器测定三文鱼脂肪的含量, 并建立其理化值样本, 然后通过MCR-ALS对光谱数据进行重构, 发现重构后的光谱有效信息随着组分推荐评分上升, 通过连续投影算法(SPA)选择特征波长, 并建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型评估两种预测效果(原始和重建数据)。 MCR-ALS-SPA-LS-SVM的预测精度最高, Rp=0.955 5, RMESP=1.650 5, RPD=3.389 9; 采用MCR-ALS和未处理的模型对鱼片脂肪进行视觉图像预测, 大大减少了噪音的输入, 有效还原了鱼片的轮廓, 并且令鱼的脂肪条纹更加的清晰, 图像质量更优。 进一步分析聚类图像, 通过不同成分的主成分贡献和相同成分的主成分贡献比, 发现类别为20种时, 样品与背景簇存在干扰, 然而采用少量的簇类分析发现, 仅5和10个种类即可完整描绘出整个样品的轮廓, 对于光谱强反应物质存在很好的聚类效果, 具有简化模型的可能。 无论是数据还是图像, 令人满意的预测结果证实了近红外高光谱成像用于鲑鱼脂肪定量和视觉图像预测的可行性, 并且算法的优化大大缩短了检测时间, 为实时在线检测创造了更好的条件。
多元曲线分辨-交替最小二乘 鲑鱼 可视化 高光谱 脂肪 图像分析 MCR-ALS Salmon Visualization Hyperspectral Fat Image analysis 
光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2601
作者单位
摘要
1 陕西科技大学图书馆, 西安 710021
2 陕西科技大学材料科学与工程学院, 西安 710021
微晶玻璃不仅具有耐腐蚀、高强度等特性, 且具有易成型、光学性能良好等特点, 应用十分广泛, 备受学界关注。论文以2013-2017年和2018-2022年两个阶段有关微晶玻璃的SCI论文为样本, 通过CiteSpace 6 知识可视化软件构建了微晶玻璃研究领域作者科研合作网络和关键词聚类可视化知识图谱, 研究了作者科研合作网络和学术活跃度、可视化发展趋势。结果表明: 2013-2017年, 学者们更多关注微晶玻璃发光性能、生物活性以及固态电解质的研究; 2018-2022年, 除持续研究微晶玻璃生物活性外, 逐渐转向微晶玻璃的能量转换和碱活化的研究。本文总结前人研究, 发现提高生物活性微晶玻璃的抗菌性、控制微晶玻璃生长微纳晶相的方法以及透明发光微晶玻璃结晶度的改进技术等是微晶玻璃材料领域研究和应用的重要前沿方向。
微晶玻璃 可视化知识图谱 研究态势 科研合作网络 学术活跃度 glass ceramics visual knowledge graph research situation scientific collaboration network academic activity 
硅酸盐通报
2023, 42(11): 4154
作者单位
摘要
四川大学 电气工程学院,成都 610065
在新工科人才培养的新要求下,工程实践教学改革的目标是培养更多卓越的工程创新型人才。实践设计是新型人才创新实践能力培养的重要载体,为解决课堂知识侧重基本理论与创新思维人才培养之间的矛盾。四川大学电路实验室将基于LABVIEW可视化图形编程软件开发的具有信号分析、数据采集、数据处理、数据保存、数据图形化显示等功能的实验教学系统应用在本科电路实验教学当中。通过固纬GDS-1000B、AFG-2225、科睿源KA3010P硬件平台以及 LABVIEW软件,对串联谐振以及单管放大电路的电压、频率以及波形数据进行采集和处理,实现了谐振频率的自主分析和波形数据的有效存储。实验结果表明该系统性能稳定,具有较高的测量精度,并且可以应用到其他实验以及科研项目当中,具有较好的移植性。
新工科 可视化编程 自主分析 串联谐振 单管放大 new engineering visual programming autonomous analysis series resonance single tube amplification 
实验科学与技术
2023, 21(4): 54
贾旭 1,3韩森 2,3,*吴泉英 1
作者单位
摘要
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院,江苏 苏州 215009
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
3 苏州慧利仪器有限责任公司,江苏 苏州 215123
传统的大口径光学元件干涉测量方法依赖于根据不同测试样品人为改变扩束镜头和光路结构,该方法会不可避免引入一些系统误差,因此针对双光路干涉仪的功能需要和仿真实验,提出了一套对应的双线控制方案。通过蓝牙通信、串口通信和机械结构的相互配合可以对光路进行多次折转和校准,使得每次切换测量口径后的光学元件变化位置固定,并在基于MFC(microsoft foundation classes)开发的交互界面显示实时状态。结果表明:在450 mm测量口径下,PV10测量重复性可达到0.004 λ,RMS测量重复性可达到0.000 4 λ;在100 mm测量口径下,PV10测量重复性可达到0.000 8 λ,RMS测量重复性可达到0.000 16 λ。实验结果表明该系统保障了优越的测量效率和测量重复性,为双光路干涉仪的研发提供了参考价值。
双光路激光干涉仪 可视化控制 测量重复性 蓝牙通信 串口通信 dual-optical path laser interferometer visual control measurement repeatability bluetooth communication serial communication 
应用光学
2023, 44(4): 842
作者单位
摘要
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院 合肥 230031
3 华北水利水电大学能源与动力工程学院 郑州 450046
为解决核事故应急演练中辐射场不可见、潜在的辐射风险、多工种参与人员众多等问题,本文提出了一种基于特征重要性的自适应光线投射三维核辐射场可视化方法。采用三维仿真引擎Unity3D研发了核事故应急演练培训仿真系统,通过ShaderLab编程实现百万网格数量级的核辐射场的三维可视化,基于有限状态机实现了多工种人员协同作业演练仿真等功能,系统帧率60帧左右,可满足实时交互需求。以放射源失控事故为案例,真实还原了核事故应急演练中的作业模式及处理流程,为保障人员辐射安全、丰富培训手段、降低培训成本提供了支持。
辐射场可视化 核应急演练 光线投射 有限状态机 Radiation field visualization Nuclear emergency drill Ray casting Finite state machine 
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020601

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