• 2013年第0卷第2期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 新型簧片式光纤加速度传感器研究

      2013(2):209-214.

      摘要 (1198) HTML (0) PDF 877.06 K (143) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制了一种新型光纤加速度传感器。基于迈克尔逊干涉仪原理,采用了质量块和可 弯曲簧片结构,通过使用竖直 绕制传感光纤和横向绕制参考光纤的方式提高了加速度传感器的加速度灵敏度。实验测试了 其加速度灵敏度以及横向串扰。在簧片厚为1mm、质量块质量为208 g时,其加速度灵敏度 可达556rad/g(g为重力加速度);在噪声本底为10-4 rad/Hz 、加速度传感器工作频率为100Hz时,其可探测的最小加速度信号为 200ng/Hz(g为重力加速度)。采用该全金属结 构,传感器可更好地用于微弱信号检测。

    • 等离子体刻蚀对CdTe太阳电池性能的影响

      2013(2):215-220.

      摘要 (961) HTML (0) PDF 937.06 K (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用不同干法腐蚀条件下的CdTe薄膜制成器件, 通过I-V、C-V和光谱响应等测试 了电池性能参数。结果表明,溅 射时间太短和功率太小时不能完全去除氧化层,溅射时间过长和功率过高会对薄膜表面造成 损伤, 影响器件性能。 通 过选择器件性能较好的电池、 找出适合等离子束溅 射工艺的条件,所制成的电池转化效率 达 到10.99%;而湿法腐蚀所 制成器件的转化效率为 10.26%。由此可以认为,等离子束轰击溅射的 腐蚀方法较湿法腐蚀更适用于CdTe太阳电池的制备。

    • 基于飞秒激光制备的光纤Fabry-Perot折射率传感器

      2013(2):221-225.

      摘要 (3243) HTML (0) PDF 849.56 K (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器多光束干 涉原理仿真分析的基础上,利用波长为800nm的飞秒 激光脉冲在普通单模光纤(SMF)上制备微型传感器,并对其折射率响应性能进行了实验测试 。理论分析表明,在低、高折射率区域,F-P传感器的反射谱对比度随着折射率的增加分别 呈现先降低后增加的趋势(折射率高低分界点1.457)。飞秒激光 的制备方法通过计算机控制腔长等可以进行参数可选择的微型光纤F-P传感器的制作。利用 制备的传感器对一系列不同折 射率的溶液进行了折射率响应测试实验,测试结果表明,传感器反射谱对比度对低折射率物 质(折射率小于 1.457)的灵敏度为27.65dB/RI,对高折射 率 物质(折射率大于1.457)的灵敏度为3.50dB /RI,且均具有良好的线性响应。

    • 环形叉指电极型压电鼓膜驱动器的制备及其性能测试

      2013(2):226-233.

      摘要 (1039) HTML (0) PDF 1.63 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:制备了一种基于Pb(Zr52)O3(P ZT52)材料的自适应光学用压电驱动器。驱动器采用鼓膜结构, 其工作区域由主动层—PZT52压电层和被动层—ZrO2/Si复合层两部 分构成。PZT52压电层 采用环形叉值电极(IDT)驱动。采用Si(100)单晶作为衬底,并采用 溶胶-凝胶(Sol-gel) 法在其上制备ZrO2阻挡层和PZT52压电层,其中引入PbTiO3(PT) 种子层有利 于PZT52膜层的(110)择优取向。随后在其上热 蒸镀Al顶电极,并采用光刻方法制备图形,得到的IDT电极最大环形直径为 10.5mm,电极间距为0.05mm,中心非激活区 域直径为2mm。鼓膜结构则通过对Si衬底背部 进行各向异性湿法刻蚀(ODE)得到,保留的支持层厚度为5~10μm, 直径为 12mm。测试结果表明,压电驱动器阵列单元在100kV/cm驱动下,可产生6.5μm左右的形 变量。最后利用有限元分析方法(FEM)拟合了压电驱动器单元的面型,并分析了其形变模式 产生的内部原因。

    • 加入电子阻挡层的黄色磷光有机电致发光器件

      2013(2):234-238.

      摘要 (1607) HTML (0) PDF 751.90 K (121) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用绿色磷光材料GIr1和红色磷光材料R-4B作 为掺杂剂,制备了一种黄色磷光有机电致发光 器件(OLED),其结构为ITO/MoO3(60nm)/NPB(40nm)/TCTA(x nm,x=0、5、10和15)/CPB:GIr1:R -4B(30nm,14%,2%) /BCP(10nm) /Alq3(40nm)/LiF(1nm)/Al( 100nm)。其中x=0,5,10,5nm。通过在发光层与空穴传输层之间增 加电子阻挡层TCTA,使器件的效率得到提高。当TCTA厚为10nm时, 起亮电压为4V左右,器 件的最大发光效率为20.2cd/A,最高亮度可以达到21840cd/m2,器件的色坐标 为(0.42,0.53)。器件的EL主峰位于524nm 和604nm。并且当电流 密度为2.49mA/cm2时,10nm厚的TCTA 电子阻挡层的器件发光效率是不加入TCTA的器件发光效率的2倍。发光效率的提高是由于电 子阻挡层的加入限制了空穴传输层NPB的发光,从而使更多的激子在发光层中复合。

    • 基于相差识别的半导体激光器温度精密测量与控制

      2013(2):239-245.

      摘要 (1248) HTML (0) PDF 1.26 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为干涉测量系统的光源,半导体激光器的工作状 态受温度的影响比较大。当外界的温度发生改变时,激光器的输出波长会发生改变,出现了 干涉条纹不清晰的现象,大大影响了干涉测量。因此温度的控制对干涉的测量显得尤为重要 。对半导体激光器的温度进行精密控制,是半导体激 光器在实际应用中首要考虑的问题。本文利用利用RC滤波电路和热 敏电阻提出了一种不同于常规电桥处理的方法,即基于相差识别的温度传感原理,对半导体 激光器的温度实时控制。利用二阶滤波电路产生了高稳定度的信号源,基于Qu artus Ⅱ开发平台利用Verilog HDL设计了计数模块。负温度系数的热敏电阻器作为温度测 量器件,并和激光器以及TEC组合在一起。半导体制冷器TEC作为控温执行元件,设计了对半 导体激光器进行控制的温度装置,提高干涉条纹的质量。实验表明,不管是升温控制还是降 温控制,系统控制的响应速度比较快,温度被控制在一定温度下,干涉条纹信号稳定。该系 统的温度稳定精度达到0.01℃。

    • 利用改进阈值的平移不变量小波处理FBG传感信号

      2013(2):246-252.

      摘要 (900) HTML (0) PDF 1.24 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:噪声是影响光纤布拉格光栅(FBG)传感系统精确解调中心波长的一种重要因素。小波变换因 具有良好的时频特性和多分辨率特性而去噪性能较好。本文通过分 析小波传统软、硬阈值去噪方法,发现它们存在影响系统的测量精度缺陷,并且其函数表达 式有难以确定的可调因子。提出一种不含调节因子的改进阈值函数并将这种改进阈值与平 移不变量(TI)小波 去噪法相结合处理FBG传感信号噪声,以提高传统小波去噪法的去噪效果。对FBG模 拟信号与实验信号去噪,结 果表明,采用基于改进阈值的TI小波能处理不同FBG含噪(从5dB到40dB)信号,且获得最 好的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)性能。与传统 软阈值去噪法相比,信噪比平均提高3dB,与参考的改进阈值去噪法相比,信噪比平均提 升2dB,满足提高FBG传感系统测量精度的要求。

    • SiO2/聚合物Y分支波导型热光开关研究

      2013(2):253-257.

      摘要 (1345) HTML (0) PDF 891.86 K (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高波分复用(WDM)光通信网中核心器件光开关 的响应速度,设计并制备了SiO2/聚合物复合型 Y分支结构波导热光开关。器 件选择具有高热导率的SiO2作为波导的下包层,低成本的聚甲基丙烯酸甲脂-甲基丙烯酸 环氧丙酯共聚物(P(MMA-GMA))作为芯层和上包层,利用束 传播法模拟和优化Y分支波导的设计,通过光刻、刻蚀和蒸发等传统半导体工艺进行器件制 备。实验测得开关插入损耗为12dB, 消光比为18dB,方波驱动的上升和下降响应时间均为200μs。实验结果表明,SiO2/聚 合物复合波导结构可有效提高热场的扩散速度和折射率调节效率,减小开关的响应时间。

    • 基于LCD-FED双屏结构的高动态范围显示系统

      2013(2):258-264.

      摘要 (881) HTML (0) PDF 1.17 M (102) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对采用投影 仪、发光二极管(LED)阵列等双屏结构的高动态范围(HDR)显示系统存 在体积庞大、局 部对比度低等缺点,提出以场致发射显示器(FED)作为液晶显示器(LCD)的背光 源。描述了FED背光的结构,提出前后面板点对点的控制,对HDR图像进行前后面板的分割。 讨论 了FED背光的光晕与运动伪像问题,并通过实验测试了系统的光晕与运动伪像。研究结果表 明,本文提出的方法具 有提高HDR LCD的局部对比度与减淡光晕和运动伪像的优点,FED背光的结构局部对比度提 高到216∶1,具有较高的实用价值。

    • 用于宽视场空间相机的CCD光谱特性筛选装置

      2013(2):265-270.

      摘要 (749) HTML (0) PDF 813.47 K (151) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合CCD辐射响应函数,提出了基于相对光谱响应 和光谱参量的 CCD筛选方法,研制了CCD光谱特性筛选装置。装置集成化程度高,可以快速便捷的测试CC D的相对光 谱响应、峰值波长、中心波长和半峰值带宽(FWHM)等光谱 参量,并依据 测试数据建立数据库进行最优筛选。对某批次10只时间延迟积分(TDI,time delay integra tion)(TDICCD)CCD进行筛选试验, 对实验数据分析得到了一组4只最优的TDICCD组合。整个系统的测量不确定度优于3.5%。

    • 利用光纤曲率传感器测量轴向应变

      2013(2):271-275.

      摘要 (1011) HTML (0) PDF 756.18 K (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现对轴向线应变的测量,建立了光纤曲率传感器的轴向线应变测量系统。对系统中传 感器 的布置方式、敏感区的位置优化和测量系统的数学模型等进行了研究。根据光纤曲率 传感器只对曲 率变化敏感的特性,将传感器绕成圆弧形布置在被测物体的表面,并保持传感器敏感区表面 与被测物体表 面垂直;对传感器上的点在轴向力作用下的移动轨迹进行了分析,建立了轴向线应变 与传感器曲率 之间的数学模型;在上述数学模型的基础上,对传感器敏感区的位置进行了优化。最 后,对聚氨脂 橡胶块在电子万能实验机上进行压缩,使其产生轴向线应变,利用上述的测量系统对聚氨脂 橡胶块的轴向 线应变进行了测量实验。实验结果表明,本文系统的应变测量精度为0.002应变单位。

    • >光电子信息技术
    • 基于高非线性光纤中四波混频效应的全光取样系统

      2013(2):276-280.

      摘要 (925) HTML (0) PDF 954.01 K (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服高比特率光信号实时取样时所面临的高 速模数转换(ADC)限制,构建了一 套基于高非线性光纤(HNLF)中四波混频效应的全光等效取样系统。全光取样系统主要包括取 样脉冲信 号产生、全光取样门和信号处理3部分,其中全光取样门为本系统的核心部分。取样脉冲和 信 号共同注入到HNLF中,基于四波混频效应实现全光取样。实验中,分别以10Gb/s、40Gb/s非归零OOK信号进行了取样实验验证。实验结 果表明该取样系统可以实现高速光信号的取样过程。本文取 样系统结构简单,且不受光信号速率的限制,可应用于更高速率的信号测量。

    • 基于啁啾光纤布拉格光栅的宽谱光单边带调制方法

      2013(2):281-286.

      摘要 (823) HTML (0) PDF 1.19 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)的宽谱 光单边带(OSSB)调制实现方法。光 双边带(ODSB)调制信号经过同一CFBG两个相反方向的反射,利用偏振控制器(PC)实现两个方 向 偏振态的正交。这种双反射CFBG(DR-CFBG)结构可以滤出光载波与其中一个边带实现 OSSB调制,同时消除了反射谱内的色散,避免了滤波引起的相位畸变。利用实验制作的线 性CFBG搭建了DR-CFBG,实验数据仿真结果表明,本文方法可以实现宽谱基带信号与加 载数据信息射频信号的OSSB调制,结果表明传输距离大于6km时,40Gb/s NRZ信号OSSB调 制传输有明显优势;加载2.5Gb/s的NRZ信号,OSSB调制传输50km,误码率为10- 9时,20GHz射频为载波的功率代价比10GHz低3dB,比40GHz低1.2dB。改进CFBG的边 沿斜率可以更好地抑制边带残留,提高OSSB调制信号的传输性能。

    • >材料
    • 罗丹明6G掺杂PDLC的光电特性

      2013(2):287-291.

      摘要 (1256) HTML (0) PDF 804.46 K (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:将罗丹明6G(Rh6G)溶入到PDLC中,制备出一种可激 发荧光的荧光-聚合物分散液晶薄膜。分别对普通PDLC和荧光-PDLC透射谱在可见光范围内 进行了测试,与普通PDLC相比,荧光-PDLC透射谱在535nm附近存在 1个吸收峰,并且透射 光强在550~580nm波段急剧增大。实验给出了罗丹明6G溶液的吸收 谱和发射谱,从而证 实了掺入的罗丹明6G分子是导致上述差异的原因。为了进一步研究荧光-PDLC的光电特性, 在λ=532nm绿激光 照射下,对荧光-PDLC薄膜透射光随角度-电压的变化进行了测试。结果表明,透过的绿光 与激发的荧光随角度的变化呈现不同电压调制规律。散射角在0°~4°范围内,绿光光强随 电压的增加而增加;散射角在5°~26°之间,绿光光强随电压的增 大先增大后减小;当散 射角大于27°时,绿光光强随电压增加一直减小;然而荧光光强随电 压的增加一直减小,且服从高斯分布。

    • NOA73材料的曲面微透镜阵列的制作

      2013(2):292-296.

      摘要 (1477) HTML (0) PDF 1016.00 K (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现生物复眼的光学性能,介绍了一种仿 生物 复眼结构通过使用光刻胶熔融法和NOA73(norland optical adhesive)紫外曝光固化技术。 首先采用光刻胶熔融法将一 系列具有不同曲率、宽度的平面微凸透镜制作在Si基底上,且微透镜阵列具有统一的聚焦特 性和光滑度;通过比 较NOA73、PDMS两种平面微透镜阵列的 聚焦效果,得到NOA73材料具有更好的光学性能;然后利用 PDMS的柔韧特性和NOA73紫外曝光固化的特性制作出曲面微凸透镜阵 列;最后对曲面微透镜阵列进行 成像测试、光强分布测试,结果表明,通过上述工艺制作的曲面微凸透镜阵列, 最后对曲面微透镜阵列进行成像测试、光强分布测试,可知通知 这种工艺制作的曲面微透镜阵列的尺寸达到微米,光学性能优秀,透光率基本达到 100%,具有很好的重复性,可行性且制作简单、快速和低成本,并能模仿复眼 结构的部分光学特性。

    • >测量·检测
    • 一种基于平面标靶的线结构光视觉传感器标定方法

      2013(2):297-301.

      摘要 (1129) HTML (0) PDF 835.86 K (145) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种适合于现场的线结构光视觉传感器标定 方法。建立了标定的数学模型,设计了一种平面点阵标靶,提出了坐标映射方法。根据结构 光条纹特征点的图像坐标和对应在标靶坐标系下的坐标,以及 相机内参,计算出标靶坐标系到摄像机坐标系的转移矩阵,再由转移矩阵得到特征点在摄像 机坐标系下的 坐标;在视场范围内,平面标靶按不同位姿摆放多次,获取投射在标靶上的所有特征点,对 这些特征点进 行平面拟合,得到结构光平面在摄像机坐标系下的方程。对标定的精度进行了验证,实验表 明,本文方法标定 过程简单,精度较高,适合于结构光传感器的现场标定。

    • 用于分布式光纤传感系统的混合算法研究

      2013(2):302-307.

      摘要 (1169) HTML (0) PDF 1.03 M (124) 评论 (0) 收藏

      摘要:在基于马赫-曾德干涉(MZI)原理的分布式光纤 扰动传感系统中,为了减小由于偏振态退化引起的定位误差, 提出了一种基于模拟退火混沌粒子群(SCPSO)算法的偏振控制算法,阐述了算法的优化过程 。理论分析和实验结果 表明,相对于优化前的智能优化方法,优化后的方法提高了收敛效率和收敛精度, 并有效提高了系统定位精度,使得系统定位误差控制在±10m以内 ,完成优化所需迭代次数小于9次。

    • 视觉测量系统中一种独立的畸变校正算法

      2013(2):308-315.

      摘要 (1251) HTML (0) PDF 1.53 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对视觉测量系统中畸变校正的计算过程复杂、 操作调整繁琐等问题,提出一种 基于虚拟模板的逐点畸变校正方法。首先基于交比不变性原理、镜头畸变特点和双线 性插值法,求解单幅虚拟平面模板内特征光点所对应成像点的理想坐标及其畸变修正量; 再通过单幅虚拟模板运行轨迹的小幅度旋转与平移,逐步构成一块包含密集校正光点的虚拟 畸变校正模板,为镜头畸变修正提供足够的插值节点;而后采用Delaunay三角剖分(DT)技术 ,最 终在整个像平面内逐点地校正各类镜头畸变,形成包含全部像素点理想坐标及畸变修正 量的畸变修正数据表。实验表明,经独立畸变校正的视觉系统,其测点反投位置偏差的标准 差达0.015mm、最大值仅0.068mm;本文方法 能有效地修正畸变,有助于提高视觉系统的测量精度。

    • 多通道光纤可燃气体监测系统的研究

      2013(2):316-322.

      摘要 (1093) HTML (0) PDF 1.11 M (111) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术和光分路技术,实现了多通道光纤可燃气体监测系统 的 研制。系统中,监测仪部分采用分离式设计,无源传感探头和有源仪表之间通过光纤连接, 含有浓度信息的光信号通过光纤传输到仪表进行处理。传感探头仅由气室和光纤组成,不带 有任何电路,可以保证探头的本质安全性和抗电磁干扰能力。设计了乘法解调电路,以解决 光纤传输产生的相位延时,而导致测量结果偏差的问题。测试结果表明,本文系统能够实现 现场非电、远程、长期在线和分布式气体浓度监测预警预报,且检测结果不受光纤 长度变化的影响,在工业标准的100最低爆炸极限(LEL)测量范围内能 够正确检测CH4气体浓度值,检测灵敏度为0.1LEL。

    • 应用镀膜长周期光纤光栅实现微折射率变化的测量

      2013(2):323-328.

      摘要 (1197) HTML (0) PDF 933.16 K (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于长周期光纤光栅(LPFG)4层镀膜模型,详细研 究了耦合的包层模式、薄膜厚度、薄膜折 射率和环境折射率等因素对镀膜LPFG折射率灵敏度的影响。研究发现,薄膜材料 折射率越高、薄膜厚度越接近最优薄膜厚度和耦合的包层模式越接近转折模式,镀膜LPFG的 折射率灵敏度越高。应用这类LPFG可对诸如乳化液、蔗糖溶液等在 浓度较小时浓度的微小变化引起的折射率微变化进行有效测量。以浓度为0~8%(对应的折 射率变化为1.3316~1.340,远离LPFG折射率敏 感区域)的乳化液为例进行了测量数值分析,结果表明,应用这类镀膜LPFG可以实现对远离 折射率敏感区的溶液浓度的微变化进行有效测量。

    • 基于线结构光的大尺寸空间角度检测算法设计与实现

      2013(2):329-335.

      摘要 (1221) HTML (0) PDF 1.12 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现大尺寸空间异面角度的非接触精确测量 ,采用机器视觉的方法检测系统公 共基准与待测元素的夹角。首先, 分析了大尺寸空间角度检测系统的测量原理,沿被测元素公垂线方向应用线结构光的平面传 播特性在几米至十余米的距离内建立角度公共基准。提出了光学基准信息的提取方法。其 次,设计了待测元素的图像处理算法,采用两个视觉系统分别对标杆轴线与基准光线的夹角 进行计算。然后,为保证系统的抗干扰能 力和测量精度,研究了图像分割的在线阈值自适应选择方法,设计了具有较强抗干扰能力的 边缘提取算法和目标选择判据。最后,对系统测量精度进行了实验分析。 在物距为300mm、两测量工位的光照分别为182 lux和150lux的条件下,空间异面夹角测量重 复性精度为±0.0115°。实验表明,所设计的算法满足系统在线测量 的精度要求。

    • 基于滤波的准直光束漂移反馈补偿方法研究

      2013(2):336-342.

      摘要 (947) HTML (0) PDF 1.45 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光束漂移对超精密激光准直测量影响大且其 难以从实际测量信号中有 效提取的问题,提出一种基于滑动均值滤波的准直光束漂移反馈补偿方法。方法通过滑动均 值滤波器抑制干扰噪声影响,从实际微弱检测信号中有效提取出其中的光束漂移成分及其 变化趋势,并将其作为反馈量;进而利用压电偏转 镜对光束漂移量进行实时反馈补偿,以抑制其对激光准直测量稳定性的影响。实 验结果表明,经本文方法补偿的激光器出射光束在140s内1m准直距 离处,光束漂移量标准 差X方向从2.66×10-8 rad下降 到4.13×10-9 rad,Y方向从1.74×10- 8 rad下降到3.97×10-9 rad,有效地提高 了激光准直测量光束的方向稳定性。

    • >多媒体通信
    • 一种适宜于H.264/AVC的帧间快速编码算法

      2013(2):343-351.

      摘要 (1409) HTML (0) PDF 1.03 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对新一代视频编码技术H.264/AVC编码计算复杂 度较高,为提高其编码速度,提出了一种新的适宜于H.264/AVC 的帧间快速编码算法。首先利用运 动和纹理预测可能的编码模式,排除可能性较小的模式;然后利用时间和空间相关性预测各 种编码模式的 可能性大小和编码顺序,并结合相关性和量化参数利用率失真和残差系数提前终止。实验结 果表明,本文算法编码速度能提高72%左右,同时对编码效率影响很小。

    • >信息安全
    • 基于脊波变换的图像篡改检验算法

      2013(2):352-358.

      摘要 (1005) HTML (0) PDF 969.89 K (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对数字图像篡改一种最经常使用的复制-粘 贴篡改手段,提出了一种基于脊波变换的 图像篡改检测取证方法。算法利用了脊波变换是Radon变换切片上应用小波变换这种 特性,实现了 复制-粘贴篡改的鲁棒识别。针对十一大类图像的仿真实验结果表明,算法对于旋转变换、 JPEG压缩和噪 声添加都具有良好的鲁棒性,对于压缩新标准JPEG2000也表现出了较 好的鲁棒性。

    • 基于小波包变换的分数阶光学加密技术研究

      2013(2):359-364.

      摘要 (1152) HTML (0) PDF 1.03 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于小波包变换(WPT)的分数阶光学图 像加密方法。利用WPT能够对图像多层次分解的特性,结合分数傅里叶变换(FRFT)的灵活性 ,将双随机相位、小波函数的类型及尺度因子和分数阶次作为密钥, 实现了图像的多重密钥加解密。同时,实现了图像小波域上的选择性加密,使加密样式变得 更灵 活多样,还增强了加密图像的抵抗恶意的攻击能力。数值模拟了加密和解密过程,分析了加 密效果和解密图像质量,验证了本文方法的可行性。

    • >模式识别
    • 应用于人脸识别的监督局部邻域保持嵌入算法

      2013(2):365-371.

      摘要 (1278) HTML (0) PDF 1010.63 K (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种应用于人脸识别的监督线性维数约简 算法。首先引入图像距离度量方法以确定人脸数据 之间的相似程度,之后将训练样本的类标先验信息融入到邻域保持嵌入(NPE,neighborhood preserving embedding)算法的目标函 数中,使得降维后的嵌入空间的投影数据呈多流形分布,不仅最优保持了样本空间的局部几 何结构,同时各类样本 投影的类内散度最小化,类间散度最大化,增大了各类数据分布之间的间隔,提高了嵌入空 间的辨别能力。在Extended Yale B和CMU PIE两个开放人脸数据库上进行了识别实验,结果表明,本文算法取得了很好 的识别效果。

    • >图像和信息处理
    • 一种快速的超分辨率图像重构算法

      2013(2):372-377.

      摘要 (833) HTML (0) PDF 926.73 K (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于稀疏表示的超分辨率(SR)图像重构算法需要求 解l1范数优化问题,时间效率不高。 本文在该方法的基础上加入平移不变性约束条件,并且考虑到稀疏参数对重构结果影响不 大,对重构算法进行简化,避免了求解复杂的l1范数优化问题,实现了一种快速的图像SR重构。数值实验结果表明,本文算法具有更高的时间效率。

    • 自适应二阶总广义变分图像恢复方法

      2013(2):378-383.

      摘要 (1560) HTML (0) PDF 904.81 K (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对经典的总变分(TV)去噪模型容易导致阶梯效应 的缺陷,提出了一种自适应的二阶总广义变分(TGV)图像恢 复模型。通过在二阶TGV正则项中引入边缘指示函数,并利用边缘指示函数在平滑区域,增强 扩散,去除噪声,在边缘处降低扩散,保护边缘等特征恢复图像,在新模型中,自适应二阶 总广义变分是正则项,它能自动的平衡一阶和二阶导数项。因此这些特征使得新 模型在去噪的同时不但能够自适应地保持图像的边缘信息,而且还能去除阶梯效应。为了有 效的计算该模型,本文采用原始一对偶算法仿真新模型,实验结果表明,与经 典的TV模型相比,改进的方法无论是在视觉效果还是信噪比(SNR)上都有 明显地提高。

    • 基于Shearlet变换的红外与可见光图像融合

      2013(2):384-390.

      摘要 (1195) HTML (0) PDF 1.53 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统Shearlet变换融合方法在图像的奇异处 易产生伪吉布斯现象并且融合数据量 较大的缺点,本文结合 压缩感知(CS)理论提出一种基于改进Shearlet变换的红外与可见光图像融合方法。首先通过 非下采样金字塔滤波器组对待 融合红外与可见光图像分别进行分解,得到与原图像同等大小的高频信息图和低频信息图; 对于低频信息图,采用 能够恰当表征红外与可见光比例权值的局部区域信息熵进行融合;对于高频信息图,通过Sh earlet变换中水平、垂直和 对角剪切滤波器组进行滤波,继而将滤波后的系数分别采用简单且易物理实现的托普利茨矩 阵进行观测并权值融合, 然后通过分裂Bergman迭代获得融合后的高频Shearlet系数;最后经滤波器重构得到融合后 的图像。实验结果表明该算法有效地解决了吉布斯现象问题,融合图像对比度较高,并相对 于传统的融合方法减少了传输和融合的数据量,并且将融合时间缩短到50s以内,提高了融合效率。

    • 基于小波域的模糊化区域竞争模型的图像分割方法

      2013(2):391-396.

      摘要 (1101) HTML (0) PDF 902.79 K (121) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文中提出了一种基于小波变换的模糊化区域竞 争图像分割算法。该算法利用小波变 换在纹理分类 的优越性,在模糊化区域竞争算法的框架下对图像实施非抽样小波变换,建立起基于小波域 的统计特征参 数,并根据此特征参数构造能量函数。在算法求解过程中,通过采用快速迭代算法加快算法 求解的速度。 本文提出的图像分割算法可以有效地降低信噪比的敏感性,有效地解决模糊图像分割问题。 实验结果表明, 本文提出的分割方法在分割质量和速度上比经典的主动轮廓模型和模糊化区域竟争分割算法 更具有优越性。

    • >光物理
    • 囚禁在随机光斑电势中的BEC的安德森定域化

      2013(2):397-402.

      摘要 (994) HTML (0) PDF 920.90 K (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过数值方法产生一个随机函数来模拟实际的光 斑电势,在准一维和弱无序情况下及对数坐标中, 研究了囚禁在随机光斑电势中玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)物质波的局域态及其稳定性和膨胀 特性。结果发 现,在无序存在和绝热条件下,物质波呈现出安德森定域化(AL)现象,并研究了弱的非线性 空间调制对物质波AL的影响。

    • 飞秒激光作用下高能离子产生的实验研究

      2013(2):403-407.

      摘要 (1348) HTML (0) PDF 788.73 K (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索飞秒脉冲激光与固体靶相互作用中高能 离子的能量分布特性,在超短超 强激光装置“SILEX-I”上进行了超强激光与平面薄膜Cu靶的相互作用中高能离子能谱分布 的实验研究。采用固体核径迹探测器CR39和Thomson离子谱仪相结合 的方式,在固体 靶背表面法线方向测量了质子和C离子能量分布和产额。结果显示,同时测量到了 H+质子和C1+、C2+、C3+和C4+信号,离子沿靶背法线 方向发射,离子出现能量截断, 离子的截止能量之比为1∶2∶3∶4。在CR39上 质子信号比C离子信号强,质子产额远高于C 离子产额;在同一发打靶中,C1+、C2+、C3+和C4+随着 荷质比的减小,相应的离子的截 止能量也在减小。这一结果将为惯性约束聚变(ICF)“快点火”方案的可行性分析提供参 考依据。

    • 一个适用于数值计算的金属色散模型分析研究

      2013(2):408-414.

      摘要 (1781) HTML (0) PDF 1.12 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:金属色散模型对数值模拟金属光学特性起至关重 要的作用。本文简单分析常见色散模 型与复杂色散 模型之间的关系,并利用MATLAB非线性拟合方法对Au、Ag常见的色散模型进行了分析,给出 在 180~2000nm波段内拟合结果。结果表明,Deb ye模型不适用于金属材料,Lorentz模型适合描述长波段金 属介电特性,Drude模型在600~2000nm可以描 述金属介电特性,而简单明确的Drude-Lor entz模型在180~2000nm波段能很好的拟合金 属介电特性。所得结果利用Mie散射理论得到验证。