• 2013年第0卷第4期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 提高全固态内腔倍频绿光激光器功率稳定性的一种新方法

      2013(4):629-634.

      摘要 (1576) HTML (0) PDF 896.35 K (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了一种基于温控倍频KTP晶体的低噪声全固态 内腔倍频绿光激光器。实验中,将KTP晶体作为1/4波片,当注入电功率为300W时,控制KTP至19.8℃获得了2.5W连续绿光,其功率不稳定 度小于0.9% (10min),相比最差温度点稳定性提高约70%。理论上,从基频纵模偏振态出发,利用Jones 矩阵分析了倍频KTP晶体相位延迟对谐振腔纵模振荡的影响,通过调节KTP温度改变相位延迟 ,有效遏制了基波偏振模耦合从而得到稳定的绿光输出。理论分析与实验结果相均合,这为 低噪声全固态内腔倍频绿光激光器提供了一种新的技术途径。

    • 基于双等强度悬臂梁的光纤光栅加速度振动传感器

      2013(4):635-641.

      摘要 (2070) HTML (0) PDF 1.15 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制了一种基于双等强度悬臂梁式光纤布 拉格光栅(FBG)振动传感器。首先采用ANSYS软件对 传感器进行数值计算与仿真,得到在各个阻尼比下传感器的幅频特性曲线和相频特性曲 线,不断变化 传感器结构参数,寻找最优谐振频率与加速度灵敏度,从而得到传感器最优结构参数;根据 仿真所得的最 优结构参数,进行传感器加工;利用所加工的振动传感器进行振动台试验研究并对所得实验 数据进行处理, 将处理后的数据与ANSYS软件仿真得到的数据进行比较,结果表明,振动平台所测得的 实验结果与ANSYS 软件仿真结果相吻合,传感器的谐振频率为80.74Hz,可实现50Hz以下低 频振动信号的实时监测,在5~50Hz之间的加速度灵敏度约为20.85pm/m·s-2。

    • 金属化粘接层对FBG应变传感性能的影响

      2013(4):642-648.

      摘要 (1676) HTML (0) PDF 1.27 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据光纤布拉格光栅(FBG)应变传递模型,仿 真分析了粘接层弹性模量、长度、厚度和泊松比对FBG应变传递效率的影响。分析结果表明 ,金 属化粘接层应变传递特性优于环氧胶粘接层;金属化粘接层越长,FBG应变灵敏度越高,稳 定性越好;厚 度越小,应变传递效率越高,泊松比的影响可以忽略。采用新研制的FBG金属化连接技术将F BG封装到钢丝上,对不同粘接长度、粘接材料的FBG进行了拉力试验。实验结果表明,当Z n粘接 层长为15mm、20mm时,FBG平均应变灵敏度为1.076pm/μ ε、1.099pm/με,平均应变传递效率分 别为0.948、0.962;金属化连接的FBG应变传递系数相比环氧树脂胶 连接方式提高8.9%。理论与实验相一致。

    • Al组分对GaAs/AlxGa1-xAs 量子阱红外探测器峰值响应波长的修饰

      2013(4):649-654.

      摘要 (1498) HTML (0) PDF 984.84 K (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确定量子阱红外探测器(QWIP)峰值响应波长与 势垒中Al组分的关系,建立微观结构表征与宏观特性的关系, 设计不同组分含量的实验样品,对样品进行相应的测试,分析探讨了Al组分与理论峰值波长 的关系。利用金属有机 物化学气相沉积(MOCVD)生长GaAs/AlxGa1-xAs量子阱材料,分别制备出势垒中Al组分为0.23、0.32的1#、2#样品。用傅里叶光谱仪分别对其进行77K液氮温度下 响应光谱测试及室温光致 荧光(PL)测试。响应光谱结果显示,1#、2#样品峰值响应波长分别为8.36、7.58μm,与由薛定谔 方程计算得到的峰值波长9.672、7.928μm 的误差分别为15.6%、4.6%。利用高分辩透射扫描电镜(HRTEM)对样 品进行分析发现,GaAs与AlGaAs 晶格的不匹配及量子阱材料生长过程精度控制不够是造成1#样品误差较大的主要原因,说明 势垒中Al组分x减小致 使量子阱中的子带间距离逐渐缩小,导致峰值响应波长红移。PL实验结果与理 论计算相符合,说明改变势垒中Al组分x可实现QWIP峰值波长的 微调。

    • 宽光谱聚合物热光开关的制备及容噪特性研究

      2013(4):655-662.

      摘要 (1198) HTML (0) PDF 1.58 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用聚合物/SiO2混合材料脊形波 导结构以及化学气相沉积(CVD)、涂膜和湿法刻蚀等 工艺,设计并制备了一种低功耗 马赫-曾德尔干涉(MZI)热光开关。测试了波导芯层和包覆层材料的色散特性,模拟分析了 器件的输出功率和光谱性能。以可调 谐激光器作为光源,实验测试了所制备器件的开关、响应和光谱特性。在1〖KG -1/ 6〗550nm中心波长下,器件的开关功耗约为7.8mW, ON与OFF状态间的消光比达32.6dB。在纯净方波驱动电压信号(峰峰 值为3Vpp)作用下,测得器件的上升和下降时间分别 为107μs。保持器件在1550nm波长下的驱动功率不变,测得器 件的输出光谱约为50nm(1520~1570nm),且在此范 围内,器件的消光比大于18dB。利用NE555等 集成电路自主制作了一种噪声幅度可调的含噪信号驱动源,借此研究了器件 的容噪特性。结果显示,当要求器件的消光比大于10dB时,可允许的最大噪声幅度为1.1Vpp

    • 半导体GaN基蓝光发光二极管的精确电学特性

      2013(4):663-668.

      摘要 (1448) HTML (0) PDF 946.37 K (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:对传统的电容-电压(C-V)、电流 -电压(I-V)测量方法和我们自建的表征方法测量得到的蓝光发光二极管(L ED)正向特性的结 果做了详细的对比分析,发现传统测量方法得到的电学参量是不够精确的。但是传统C-V方法得到的表观电容以及我们自建方法得到的结电容在大电压和低 频率下都表现出了明显的负值,该实验结果与经典肖克莱理论相冲突。此外,我们精确 地得到了负的结电容以及结电导随电压和频率变化的经验表达式。这将为半导体二极管的正 向电学特性的理论研究提供实验基础。

    • 利用新型磷光材料Ru(dtb-bpy)3·2(PF6)提高白光LED的显色指数

      2013(4):669-672.

      摘要 (1563) HTML (0) PDF 638.79 K (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高白光发光二极管(LED)的显色指数,在传 统白光LED的YAG粉胶层之上分别滴加0.0、 1.0、3.0、4.0和5.5mgRu(dtb-bpy)3·2(PF6)的四氢呋喃溶液,制备了5种 白光LED样品,并对样品的发光特性进行了检测。结果表明,随着Ru(dtb-bpy)3∶2(PF6) 材 料含量的增加,样品的发光强度逐渐减弱,发光光谱出现红移现象;并且Ru(dtb-bpy)3· 2(PF6)有一最佳含量,即当滴加的Ru(dtb-bpy)3·2(PF6)溶液为4.0mg时,LED样 品的显色指数(CRI)有明显提高,达到最高值为84.5。

    • >材料
    • 磷光与荧光相结合的多层白色有机发光器件

      2013(4):673-678.

      摘要 (1605) HTML (0) PDF 1.10 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用真空热蒸镀的方法制备了磷光与荧光相结合的 多层白色有机电致发光器件(OLED)。将绿 光磷光掺杂染料掺杂到母体CBP中作为绿光发光层;荧光材料 DCM2以亚单层的方式插入Alq3中作为红光发光层;DPVBi为蓝光发光层。器件的结构为ITO /NPB(40nm)/DPVBi(d nm)/CBP:Ir(ppy)38%(5nm)/ Alq3(5nm)/DCM2(0.05nm)/Alq3(45nm)/LiF(1nm)/AI(200nm)。实验中通过改变蓝光发 光层的厚度,得到了高效率的 白光OLED,器件的最大电流效率可达6.75cd/A,最大功率效率达2.67lm/W,最大亮度 达30440cd/m2。此外,当电压从4V变化到14V时色坐标从(0.59,0.39)变化到(0.35,0.38), 基本处于白光区。本文器件的特点在于其性能可以通过简单调整DPVBi的厚度,避免 了使用多掺杂层工艺的复杂性。

    • 直下式LED背光源模组第二扩散导光板光学特性分析

      2013(4):679-686.

      摘要 (1909) HTML (0) PDF 2.39 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对直下式发光二极管(LED)背光源模组均匀度低 且模组厚度大的缺点,提出了加入第2扩散导光板的直下式LED背光源模组,并采用九点取值 法及TRACEPRO软件,模拟了第2扩散导光板入光面及出光面、高度和厚度对背光源模组光特 性的影响。结果表明,第2扩散导光板的入光面及出光面对背光源模组均匀度的提升 影响较大。当入光面采用凹陷结构、出光面采用弯曲结构时,有利于增大模组均匀度;且模 组的均匀度分 别随凹陷结构半径的减小和弯曲结构半径的增大而增大。而其高度和厚度主要影响背光源模 组的光斑显示 效果,随着高度的增加,光斑范围增大,暗区团逐渐减小;随着厚度的增加,照度最大值增 大但亮点增多,产生亮暗不均的现象,从而影响了背光的主观效果。

    • >光电子信息技术
    • 空间光通信APD接收机下LDPC码译码方法及性能分析

      2013(4):687-691.

      摘要 (1439) HTML (0) PDF 874.31 K (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)码具有优异的性能,但在译码时需根据具体 的信道模型修正对应的译码算法。 本文分析了QC-LDPC码在空间光通信中的雪崩光电二极管(APD)接收机下的译码方法及译码 性能,提出了在APD接收机 信道下计算译码初始化所需的对数似然比(LLR)的方法。仿真 结果表明,对APD接收机信道下的译码进行修正后,基本 上不增加额外复杂度情况下,QC-LDPC码在精确的韦伯-高斯(Webb-Gaussian)模型下 译码性能优于近似的非对称高斯模 型;在信道比较理想的条件下,误码率(BER)为10-6时,韦伯-高斯模型与非对称高斯模型译码性能相比有1dB以上的净 编码增益。

    • >材料
    • 光通信系统中一种新颖的随机交织型级联码方案

      2013(4):692-697.

      摘要 (1317) HTML (0) PDF 796.42 K (257) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于LDPC码,提出一种新颖的随机交织型级联码(RICC,random interleaved concatenated code)方案。 在编码阶段,根据LDPC码中不同度数的变量节点采用不同纠错能力的BCH外码,分别进行保 护的思想进行集分割编码; 在译码阶段,采用硬判决辅助软判决的联合迭代译码。不同于传统的单极型和交织型级联方 式,它是一种根据LDPC码 变量节点(VN)度数来决定交织深度,因而交织方式是随机的。仿真结果分析表明,在误比特 率(BER)为 10-8时,四集合分割的RICC-4P的净编码增益(NCG)比 无分割的单级型级联码提高了0.15dB,比 ITU-T G.709和 G.975.1标准中的RS(255,9)、RS(255,9)+CSOC(n/k=7/6,J=8)级联码和开销为25%的 正交级联BCH码的NCG分别提高了3.0、1.5和0.4dB,其纠错性能的提升得益于采用集分割保护和硬判决辅助软判决的联合迭代译码。

    • 降低光OFDM系统峰均比的TR-clipping算法

      2013(4):698-703.

      摘要 (1585) HTML (0) PDF 1.04 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光正交频分复用(O-OFDM)系统中峰值平 均功率比(PAPR)过高的问题,对传统的预留子 载波(TR)方法进行了改进并引入到O-OFDM系统,提出将削波与TR法相结合,以减小削 波噪声对信号 的影响,同时有效降低信号的PAPR。研究结果表明:本文方法计 算复杂度较低,易于实现;通过合理地选 取门限A与预留子载波条数W的大小,可以有效抑制削波噪声在信号带内与带外 引起的畸变;在误 码率BER=10-6的条件下,当削波 率γ由7dB降低至2dB时,所需的光信噪比(OSNR)相 比削波法降低了0.2~7dB。

    • 一种改进的光偏分复用16-QAM系统盲解复用算法的研究

      2013(4):704-709.

      摘要 (1666) HTML (0) PDF 1.03 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高速光纤偏分复用(PDM)16进制正交幅度调制(QA M)相干光通信系统中,偏分解复用算法是分离偏振信息和进行信号补偿的关键技术。针对传 统盲解复用的恒模算法(CMA)易于陷入奇异性和独立成分分析( ICA)算法收敛性能一般的问题,本文提出了一种改进型ICA(MICA)算法。算法基于给出的一 种全新收敛测量方法,通过计算补偿后信号点与理想星座点的距离,自适应的改变学习速率 ,达到了更好的误码率(BER)性 能。在20G baud/s的PDM-16-QAW系统上的仿真结果表明,与传统CMA法 相比,本文提出的算法完全消除了奇异性问 题,与是否存在偏振相关损耗(PDL)无关。此外,算法还能在前向 纠错编码门限上提供高达1dB的光信噪比(OSNR)提升,并在收敛速率和 精确度上都得到了提升。

    • 空间光通信中分布式天线的信号检测研究

      2013(4):710-715.

      摘要 (1473) HTML (0) PDF 778.59 K (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对空间光通信中随机信道 传播时延导致接收信号符号间干扰的特殊性使分布式发射天线多入多出(MIMO)信号 的线性检测算法更加复杂这一问题,提出了一种基于Neyman-Pearson(NP)融合准则的分 布式天线信号检测算法。仿真结果表明,当接收信号同步时,NP算法具有较好的健壮性,其 性能优于等增益合并(EGC) 算法,与最佳合并(OC)算法相当;当接收信号异步时,NP算法要明显优于EGC和OC算法,抑 制接收符号间干扰,能体现出分布式天线系统的空间分集性能。

    • 低损耗聚合物互连光波导的制备及性能测试

      2013(4):716-719.

      摘要 (1809) HTML (0) PDF 651.93 K (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:对应用于宽带光互连的光印刷电路板(OPCB)制备技 术进行了研究。作为光互连系统的传输介质,我们研究了互连光波导的性能。 基于紫外光刻技术,在常规PCB基底上制备了聚合物光波导, 研究了光波导的制备流程以及工艺参数;并且通过不断优化工艺参数,制备得到了低损耗的 光波导;通过测试光波导的传输损耗以及眼图,分析了光波导的性能。光波导在850nm波长条件下的传输损耗可以达到0.13dB/cm,实现 了10Gbit/s光通信信号的传输。

    • Tm3+掺杂硫卤玻璃光纤的中红外增益特性研究

      2013(4):720-726.

      摘要 (1469) HTML (0) PDF 1.06 M (135) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高温熔融淬冷法制备了1% Tm3+掺杂的 72GeS2-18Ga2S3-10CsI(GGSI)硫卤 玻璃,测试了样品的折射率、吸收 光谱和800nm激光泵浦下的中红外荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Fut chbauer-Ladenburg(FL)理论分析计算了Tm3+在GGSI玻 璃中的自发辐射几率、荧光分支比、辐射寿命、吸收截面、发射截面等光谱参数,进而建立 了Tm3+的四能级粒子 数速率-光功率传输方程模型,模拟计算Tm3+掺杂GGSI玻璃光纤中红外3. 73μm波段的增益与掺杂光纤长度、泵浦功 率和信号功率的关系。模拟结果显示,硫卤玻璃基掺铥光纤具有较高的信号增益和较宽的中 红外增益谱,泵浦功率为1000mW 时,最大小信号增益值达到30dB,20dB增益带宽达到180nm,同时也存在合适的泵浦功率 和光纤掺杂长度以期获得最佳信号增益。表明Tm3+掺GGSI硫卤玻璃光纤可作为中红外 3.73μm波段放大的理想增益介质。

    • >测量·检测
    • 基于“嫦娥二号”卫星任务约束的月面景象匹配

      2013(4):727-734.

      摘要 (1142) HTML (0) PDF 1.44 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对月球卫星的景象匹配定位问题,为“嫦娥二号 ”卫星设计了相应的匹配模式,并构造约束 模型进行了匹配矩阵的修正,实现了“嫦娥二号”线阵CCD观测图和美国LRO卫星局部基准图 的子图像块大 规模匹配。实验中,首先通过构建匹配矩阵和测试库验证了单对图像归一化互信息匹配的可 行性和局限性, 然后通过约束模型修正,显著性水平取0.1时,使匹配成功率从60.7%提高到89.0%,并且测试库中89.0%的 正 确匹配对被匹配矩阵所保留。实验结果表明,所提方法对“嫦娥二号”观测图的高效、高成 功率匹配可行,能够为进一步的月球卫星位置视觉解算提供可靠的匹配数据。

    • 基于45°倾斜光栅对实现折射率不敏感的温度测量

      2013(4):735-739.

      摘要 (1327) HTML (0) PDF 731.31 K (144) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用光栅效应和保偏光纤的双折射效应相消原理, 设 计并制备了一种折射率不敏感温度 传感器。传感器由写在熊猫保偏光纤(PMF)上的倾角为45°的长周期光纤光栅(LPFG)对构 成。实验结果表明,当满足特定条件时随着环境折射率的变化,谐振波长零漂移;随 着环境温度的升高,谐振波长向长波方向漂移,温度灵敏度高达37p m/℃,高于报道的 螺旋型折射率调制级联光栅对(温度灵敏度为30pm/℃),三倍于Br agg光栅的温度灵 敏度(10pm/℃)。这种结构具有的折射率不敏感性,特别适用于生 产过程中液体的温度测量,而不必考虑折射率和温度的交叉敏感性。

    • 含噪声且较模糊的印刷电路板光电图像边缘检测研究

      2013(4):740-745.

      摘要 (1678) HTML (0) PDF 975.42 K (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对印刷电路板(PCB)光电图像在获取过程中 含有噪声和较模糊的边缘等各种原因,提出 了一种基于图像融合的含噪声且较模糊PCB光电图像边缘检测方法。首先,讨论了基于小波 变换 及Canny边缘检测算子的图像边缘检测法,分析了其基本原理。然后,结合两种方法的优点 ,提 出了基于图像融合检测方法的PCB光电图像边缘检测基本原理及中值滤波、增强去模糊、小 波分解、图像融合、图像去噪等步骤。最后,将由CCD成像系统及显微镜获取的主要含有高 斯噪声且较模糊的PCB光电图像用三种检测方法进行了主观实验对比,采用本文融合方法得 到的边缘图像效果最好,在抑制噪声的同时得到了连续的边缘;为了客观地评价PCB光电图 像边缘检测的效果,用峰值信噪比及图像边缘信息熵作为评价指标,采用本文方法的峰值信 噪比及信息熵的实验结果值都是最大的。

    • 面向测量的工业机器人定位误差补偿

      2013(4):746-750.

      摘要 (1313) HTML (0) PDF 649.52 K (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对机器人定位误差影响柔性视觉测量精度问题 ,研究了基于视觉技术的机器人定位误差补偿方法。在传感器上附加单个定向 相机,在传感器测量场景中设置全局控制点,通过定向相机测量控制点,实时获取传感器当 前位置下与全 局坐标系的转换关系,补偿机器人定位误差。由于直接应用补偿精度低,针对机器人定位误 差产生的原因 和特点,改进补偿方法,将角度参数作为已知量,仅优化位移变量。实验结果表明,单相机 补偿方法均方 根误差(RMSE)为3.422mm,改进方 法的RM SE优于0.10mm,改进后的单相机补偿方法有效地提 高了传感器定位精度,模型简单,方法可行,能够满足机器人定位误差补偿的精度要求。

    • 基于混合高斯模型的运动车辆检测方法

      2013(4):751-757.

      摘要 (1369) HTML (0) PDF 1.06 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前在车辆检测中广泛应用的混合高斯模型(G MM)存在的缺陷,提出了一种改进的GMM运 动车辆检测方法。对于GMM运行过程中“鬼影”长期存在的缺陷,通过采用新 的权值和方差更新方 法,加速“鬼影”的消除,改善其车辆检测性能;对于传统的GMM对所有像素 点均采用固定分布 数建模造成的内存空间浪费,通过设定一个分布数上限值,对未达到上限值的像素 点采用分布数 自适应变化的方法,有效地减少模型总分布数,节约内存空间。实验结果表明,改进后的GM M在“鬼影”的消除和计算速度上具有较大的优势。

    • 利用单光子探测器测量多光子响应时间

      2013(4):758-762.

      摘要 (1518) HTML (0) PDF 641.12 K (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过研究单光子探测器对微弱激光脉冲的暂态响 应特性,利用不同光子数的响应时间实现光 子数的分辨测量。理论上分析了光子数响应时间与微弱光脉冲探测时间的对应关系。实验上 通过测量不同光强下单光子探测器的暂态响应,测量到1550nm波段单光子、 双光子和三光子的响应时间分别为10.73±0.17、8.75±0.32和5.98±0.77ns。实现精确区分微弱光场中的光子数。分析了单光子探测器光子数统计涨落引起的 微弱激光脉冲的探测时间变化对光子数响应时间测量的影响。

    • 双光栅监测环氧树脂固化过程及玻璃化温度实验

      2013(4):763-768.

      摘要 (1335) HTML (0) PDF 887.25 K (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实时监测环氧树脂的固化过程,建立了基于 光纤布拉格光栅(FBG)的固化监测系统。将裸FBG、石英毛细管封装FBG和高精度热 电阻浸入到环氧树脂及其固化剂的混合物中,一 起经历固化过 程。在升降温过程中,用热电阻监测环氧树脂内部温度变化,用波长解调仪实时测量两种FB G的波长变化。 实验结果表明,石英毛细管封装FBG监测到的温度变化趋势与热电阻监测结果相同;两种FBG 的波长差反 映了固化过程中的收缩应变,固化初期变化较大,之后逐渐减小。以玻璃态转变温度为分界 点,直接植入 环氧树脂的FBG温度灵敏度分别为石英毛细管封装FBG的5.3倍和为2.2倍。

    • >多媒体通信
    • 基于自适应窗口的深度视频预处理算法

      2013(4):769-776.

      摘要 (1542) HTML (0) PDF 1.21 M (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:在自由视点视频系统中,由深度估计算法得 到的深度视频并不精确,对虚拟视点的绘制质量和深度视频的编码效率有很大的影响。本文 提出了一种基于自适应窗口的深度视频预处理算法来提高深度视频的压缩效率和虚拟视点的 绘制质量。首先,将深度视频划分为不连续区域、连续区域中的前景区域和连续区域中的背 景区域。然后,提取出深度视频各区域中的对象边界。最后对不连续区域中的非边界区域进 行高斯滤波,降低深度值骤变对虚拟视点绘制质量的影响,对连续区域中的非边界区域采用 自适应窗口滤波平滑处理以提高压缩效率。实验结果表明,提出的算法可以使深度视频的编 码码率节省8.33~34.39%,同时可使绘制的虚拟视点质量平均提高0.21dB。和Silva的算法相比,在更具实际意义的低码率 端编码效率更显著,绘制结果中对象边界得到了更好的保护。

    • >信息安全
    • 关键字符双重验证的Word文档脆弱水印方法

      2013(4):777-784.

      摘要 (1611) HTML (0) PDF 1.75 M (128) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高文档水印方法的篡改检测性能和安全性,设 计一种关键字符双重验证的Word文档脆弱 水印方法。首先记录文档中的关键字符和非关键字符,将每个字符生成的8比特水印信息 嵌入自身字符 的特殊属性里以抵抗一般篡改;为提高检测关键字符篡改的能力,将关键字符生成的8比 特水印信息作 为第二重水印信息嵌入到非关键字符的其它特殊属性里以抵抗拼贴攻击,从而实现对关键字 符的双重验证; 通过统计实验,讨论了水印嵌入在字符特殊属性中对文档大小的影响。实验结果表明,在字 符的特殊属性 中嵌入水印能增加含水印文档的安全性,在非关键字符中嵌入双重水印能提高算法的篡改检 测性能。

    • 基于BJND的立体图像篡改定位及恢复水印方法

      2013(4):785-793.

      摘要 (1801) HTML (0) PDF 1.34 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对立体图像内容的真实性认证和完整性保护等 问题,提出一种基于双目恰可觉察失 真(BJND)的立体图像 篡改定位及恢复水印方法。首先,利用奇异值的稳定特性,设计左右图像的定位水印;然后 ,根据BJND强度将左右图像 的定位水印嵌入到左图像中;最后,利用离散余弦变换(DCT)和JPEG量化压缩 生成恢复信息,并将右图像和左图像遮挡暴露区 域的恢复信息分别嵌入到右图像和左图像中。实验结果表明,本文方法所构造的水印对JPEG 压缩、椒盐噪声、高斯白噪声等偶然攻击比较鲁棒,而对剪切、拼接、旋转等恶意攻击较为 脆弱,同时对左右图像的恶意篡改区域检测率大于98%。由于充分利用了左右图像的匹配特 性,恢复的被篡改立体图像其左右图像PSNR达36.02dB ~41.29dB。

    • >模式识别
    • 临近空间高超声速目标跟踪制导雷达最优波位编排模型

      2013(4):794-798.

      摘要 (1691) HTML (0) PDF 807.49 K (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对临近空间高超声速目标跟踪制导雷达的小搜 索空域波位编排问题,首先,分析了波位编排样式 和波束展宽效应对波位编排的影响,给出了跟踪制导雷达较为优化的波位编排样式以及波束 展宽效应补偿 方法;其次,在构建静态最优波位编排数学模型的基础上,利用遗传算法具有解决全局最优 问题的优势, 提出了基于遗传算法(GA)的静态最优波位编排模型确定方法;最后,利用预警系统的速度引 导信息完成波位编 排的动态匹配,给出了动态匹配的更新时间。仿真结果表明,本文方法实现了目标高超声速 运动条件下, 跟踪制导雷达对搜索空域的连续高概率覆盖,相应提高了雷达的截获性能,且避免了雷达搜 索资源的浪费。

    • >图像和信息处理
    • 一种适用于任意目标的离焦深度快速自动聚焦技术

      2013(4):799-804.

      摘要 (1666) HTML (0) PDF 860.12 K (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对聚焦深度(DFF)法对焦速度慢的缺点,提出了 一种适用于任意目标的离焦深度(DFD)快速自动聚焦 算法。在仅改变成像系统镜头位置的条件下,应用光学成像系统离焦模型,推导了以模糊差 异为参量的离 焦深度的计算公式。采用S变换得到两幅不同离焦程度图像的模糊差异,并利用推导得到的 公式计算出目 标物体的深度信息,从而调节镜头位置完成自动聚焦。实验结果表明,本文算法适用于任意 目标物体,仅需 要两幅不同程度的离焦图像,能够以较高精度估计出目标物体的深度信息,从而实现快速自动聚 焦。

    • 基于压缩感知的超分辨率图像重建

      2013(4):805-811.

      摘要 (1923) HTML (0) PDF 1.41 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的超分辨率(SR)图像重建方法需要多幅亚 像素图像配准带来的配准误差以及高成本问题,本文将目前迅速发展的压缩感知(CS)理论 引入SR成像,利用大多数自然图像普遍具有的稀疏性,提出一种基于CS的单幅图像SR重建方 法, 不需要其它任何额外的信息采集,可以在单次拍摄条件下捕获的充分数据实现图像 的SR重建。模拟实验表明,本文提出的方法在重建效果和重建时间方面显著优于耦合字典学 习(CDT)方法,在主观视觉质量及其客观信噪比(SNR)度量 方面都具有优势,且实现方法较为简单,具有重要的应用前景。

    • 一种基于图像色貌模型和分层模型的色调映射算法

      2013(4):812-819.

      摘要 (1647) HTML (0) PDF 1.24 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前高动态范围(HDR,high dynamic range) 图像色调映射算法存在效率低、效果欠佳的问题,提出了一 种基于色貌模型和分层模型的色调映射算法。首先,通过将高斯核离散化的方法加快双边滤 波;其次,在RGB 空间阶调压缩解决偏色问题;最后,对Stevens效应下的细节层增强效果进行调 整并对色彩饱和度增强,使映射 后的图像细节丰富,更加逼真。对比经典算法,不同场景的大量实验结果显示,主观质量和客 观指标均有所提高,与原始算法相比,本算法计算效 率提高了6倍以上,图像的熵平均提高0.046,清晰度平均提高0.159,边缘保持度平均提高 1.811。在主观效果上,减 少了偏色和光晕等现象,同时细节表现更清晰,色彩更丰富自然,分析表明,本文提出的色调 映射算法在高效、高视觉质量显示方面具有明显的优势,可用于高级图像编辑、显示设备开 发领域。

    • 基于旋转阵列的多帧合成孔径图像复原

      2013(4):820-825.

      摘要 (1589) HTML (0) PDF 969.08 K (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光学合成孔径成像系统的调制传递函数 (MTF)在中-低频段的衰减以及造成的合成图像降质问题,以6孔径Y型 阵列 为例,提出子孔径阵列旋转成像以获取包含互补信息的多帧图像;通过截止频率与中频能量 比确定旋转角度,并 利用多帧迭代盲解卷积算法进行图像复原。实验表明,与现有的代表性工作相比,本文方法 对于Y型阵列的合成孔径图像有较好的复原效果和重建的准确性。

    • >生物医学光子学
    • 基于相关向量机的乳腺X线图像结构扭曲检测

      2013(4):826-832.

      摘要 (1234) HTML (0) PDF 959.60 K (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于相关向量机(RVM,relevance vector machines)的乳腺X线图像结构扭曲(AD)检测方法。首先利用小波变 换对感兴趣区域(ROI)进行特征提取;然后通过交叉验证方法确定最优RVM核函数类型及参数 ;最后利用RVM 对测试样本进行AD的识别分类,得到最终的AD检测结果。在Mini-MIAS(mammographic image analysis society)乳腺图像库和北京大学人民医院乳腺中心乳腺图像集上进行验证 的实验结果表明,相 比常用的基于支持向量机(SVM)的检测方法,本文方法在获得相同检测性能的情况下,极大 提高了检测速度,检测 时间缩短90%以上;而且对不同结构特性的东西方女性乳腺图像具有更强的适用性,更适合 临床应用。