• 2014年第0卷第3期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • LD端面抽运1.1x μm全固态连续拉曼激光器

      2014(3):419-424.

      摘要 (1451) HTML (0) PDF 879.39 K (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了采用LD端面抽运的BaWO4晶体内 腔式连续拉曼激光器和复合YVO4晶体连续自拉 曼激光器的实验研究。考虑了激光晶体的热效应,采用等效G参 数法计算了谐振腔内的腔模参数,从谐振 腔结构、泵浦光斑大小以及晶体的选择方面对激光器系统进行了优化设计,对不同腔结构的 全固态连续拉 曼激光器的性能进行了研究。选用拉曼增益高、热性能较好的BaWO4晶体作为拉曼介质, 实现了LD端面 泵浦Nd:YVO4/BaWO4内腔式、低阈值、高效率和高功率的拉曼激光在1180nm的连续运转。在25.5W的 泵浦功率下,获得了3.36W的1180nm连续拉曼光输出,光光转换效率 为13.2%,斜效率为15.3%,拉 曼阈值为3.6W。通过选用复合晶体作为自拉曼介质使连续拉曼激光 器的热效应显著改善,实现了LD端面 泵浦连续自拉曼激光器在1175nm的高效运转。 在25.5W的泵浦功率下 ,获得了最高3.4W的1175nm连续拉曼光输出,光-光转换效率为13.3%,拉曼阈值降低至 2.21W,斜效率为14.6%。

    • 白色磷光OLEDs的制备及性能研究

      2014(3):425-428.

      摘要 (2389) HTML (0) PDF 723.59 K (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用蓝色、黄色磷光混色的发光方式实现白光有机 电致发光器件(OLEDS),其中黄色发光层由红色和绿色磷光材料混 合而成,器件的结构为ITO/MoO3(30nm)/NPB(40nm)/mCP:FIrpic(8%)(50nm)/C BP:R-4B(1%):GIrl(14%)(x nm)/BCP(10nm)/AlQ( 40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm) (x=2,3,4,5,6nm)。对器件的效率、亮度等对比发现,当x=5 nm时, 器件的性能最佳,最大亮度为9471 cd/cm2,效率为23.5 cd/A,色 坐标(0.32,0.35)。实验表明,影响器件色稳定性和效率低的原因是电子和空穴迁移随驱 动电压变化响应不一致引发激子复合区域的移动。

    • 基于并行处理和AC-DC修正的可调光滤波器解调技术研究

      2014(3):429-434.

      摘要 (2065) HTML (0) PDF 1.02 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高基于压电陶瓷(PZT)驱动的可调谐法 布里-珀罗(F-P)型滤波器解调的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的实时数据采集速度和 测量精度,提出并行处理技术和交流转直流(AC-DC)修正方法。通过并 行处理技术,可调谐F-P滤波器连续采样,PZT磁滞性得到抑制,提高了系统实时数据采集 速率和测量精度。针对AC驱动电压与F-P滤波器腔长之间的非线性关系,提出AC-DC修正 方法,将AC电压下的FBG波长中心位置拟合为DC电压下的中心位置, 减小了FBG中心波长的测量误差。实验表明,系统实时数据采集速率最大可提高1倍,应 变测量的随机误差降低95%,动态应变传感的灵敏度优于1με,实 测应变量与理论计算结果之间的误差小于4%。

    • 表面式FBG应变传感器及其在高速公路桥梁工程中的应用

      2014(3):435-441.

      摘要 (1794) HTML (0) PDF 1.09 M (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道一种表面安装式光纤布喇格光栅(FBG)应变传 感器及其在高速公路高架桥的车辆载荷压力试验中 的应用。提出了一种具备应变放大能力且可调节的不锈钢封装的应变感测弹性结构,布设有 FBG的弹 性圆筒结构位于传感器中间部分,其横截面积小于传感器其他部分,传感器的应变测量放大 系数可通过改 变圆筒结构的长度和横截面积来调节。将24个经过测试标定 后的应变传感器和6个FBG温度补偿传感器安装在甬台温高速吊水沿大桥箱梁底部, 并对大桥实施一 系列车辆载荷作用下的静态和动态试验,传感器表现出了良好的测量能力,3种静态载荷工 况下的桥梁底部应变大小以及3种动态载荷工况下的应变变化情况被清晰地展现出来,理论 分析与实验结果一致。

    • 基于Er3+-Yb3+共掺可溶性配合物的全聚合物光波导放大器

      2014(3):442-446.

      摘要 (914) HTML (0) PDF 794.55 K (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:合成了一种新型Er3+-Yb3+共 掺配合物Er1.2Yb0.8(PBa)6(Phen)2,在有机溶 剂环戊酮中有具良好的溶解性, Er3+离子在材料中的质量百分比掺杂浓度可达10.8%。这 种配合物可以直接旋涂成膜,用原 子力显微镜(AFM)测得配合物薄膜表面粗糙度为0.745nm。荧光发射 谱的测试表明,配合 物的荧光半高宽(FWHM)为60nm。 以PMMA基片为衬底,制备了稀土掺杂全聚合物 光波导放大器,且当泵浦光波长为980nm、功率为200mW和信号光功率为0.2mW 时,在3.2cm长的样品中获得了2.7dB @ 1535nm的相对增益。

    • 侧边抛磨多模光纤中光功率传输特性研究

      2014(3):447-453.

      摘要 (1943) HTML (0) PDF 1.17 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:侧边抛磨多模光纤(SPMMF)与侧边抛磨单模光纤(SP SMF)相比,具有工艺上容易实现的优势。为了研制SPMMF传感器,分析SPMMF中光功率传输特 性,首先利用有限差分 光束传输法(BPM)模拟计算了不同剩余半径SPMMF中的光强、模场分布以及光纤中传输光 功率与抛磨区覆盖材料折射率的关系,并进行了实验验证。实验结果与模拟结果相互吻合: 当抛磨区覆盖 材料折射率小于1.440时,光功率透过率接近在空气中的透过率;当 覆盖材料的折射率逐渐增大到1.458时, 光功率透过率减小到最小值,且最小值不小于0.001;当覆盖材料的 折射率大于1.458时,光功率透过率由最 小值逐渐增大,最终维持在一个相对稳定的值;不同剩余半径的SPMMF中的传输光功率透过 率不同,剩余半径越小,SPMMF中传输光功率透过率越小。

    • 可见光控门禁的研制

      2014(3):454-464.

      摘要 (1950) HTML (0) PDF 945.36 K (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:可见光通信作为一种无线光通信技术,是目前短 距离无线通信技术研究领域的一个热点方向。本文 将该技术应用在无线控制门禁的研究和设计。设计制作了可见光控门禁的光钥匙和光控锁, 分析测试了白 光发光二极管(LED)和光电二极管(PD)在中、高频段的光电转换特性,并结合测试结果编写 了可见光控门禁的光密码的发送、接收 和调制解调、编解码以及门禁控制程序等。门禁工作采用10kHz的开 关键控-不归零码(OOK-NRZ)的调制白光,收发效果稳 定,抗电磁干扰、安全性高和功耗低,通信距离适中,有很好的应用推广价值。

    • 侧入式无导光板LED平板灯的设计与实现

      2014(3):465-471.

      摘要 (2412) HTML (0) PDF 1.74 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对侧入式LED平板灯出光效率低、导光板(LGP)制 造 成本高等缺点,设计了一种无LGP窗式结构的新型LED平板灯,介绍了设计结构模型和 光学模型。采用柱面透镜将侧面入 射的LED发散光束会聚在出光面板上,并通过掠射和叠加方法实现出光面板的照度均匀性。 分析了LED阵列之间的距离、LED灯珠的投射角以及LED阵列中LED的间距对辐射照 度分布均匀性的影响,利用九宫格取值法和TracePro软件对所设计的LED平板灯进行参数 优化。模拟和实验结果表明,当LED平板灯单窗格面积为240mm×300mm、厚 为15mm以及平凸柱面透镜的曲率半径为4mm时,优化后的LED灯珠 投射角为4°左右,LED平板 灯出光面板上的照度均匀度可达85%以上,理论仿真结果与实验结果 相一致。

    • LD抽运的双频固体激光器的光谱和频差特性研究

      2014(3):472-477.

      摘要 (1501) HTML (0) PDF 1.09 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了LD抽运的、频差可调的双 频Nd:YVO4微片激光器的光谱特性。对于荧光谱 宽固定的激光增益介质,输出激光的光谱特性主要与抽运功率、抽运位置和谐振腔长等参数 相关;通过控 制相关参数,可以调整输出激光不同波长频谱峰之间的相对频差。实验结果表明,当LD 抽运电流为 14.5A时,抽运光与谐振腔模达到良好的匹配,输出稳定的双纵模双 频激光,相应的频差可超过90 GHz;改变抽运参数相应频差在92.22~94.24GHz之间变化;增加 谐振腔的腔长时,输出的激光纵 模间隔减少并可输出三纵模,其中两频峰之间的最小频差可达到26.50GHz。

    • >光电子信息技术
    • 船-岸无线激光通信实验

      2014(3):478-484.

      摘要 (1874) HTML (0) PDF 1.42 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对船载平台的特性设计了 激光光束跟踪控制策略,并根据船-岸激光通信的特点,设计了155 Mbit/s岸上通信终端和船载通信终端完成船-岸激光通信跟踪 实验。其中船载终端x轴跟踪 残差为3.5μrad(σ),y轴为6.7μrad(σ);平均接收光功率 为-29.76dbm,标准差0.35dbm。岸上终端 x轴跟踪残差为 1.7μrad(σ),y轴为3.9μrad(σ);平均 接收光功率为-28.18dbm,标准差0.26dbm 。实验验证了该跟踪控制策略适用于船载激光通信。

    • PDM-16QAM系统中几种相位估计算法的性能与复杂度比较以及改进

      2014(3):485-490.

      摘要 (2242) HTML (0) PDF 307.24 K (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:在偏分复用的高速相干光通信系统中,16进制正 交幅度调制(PDM-16QAM)是最有前景的调制格 式,且载波相位估计是补偿发射端与接收端激光器对信号造成的相位失真的重要技术。该领 域最经常使用 的算法为QPSK分区算法与盲相位搜索算法,但他们都有自己的缺点,如估计效果不够好,适 用范围不够 广,或者计算复杂度过高。本论文实验搭建了224Gb/s PDM-16QAM 波分复用传输640km相干检测系统 平台,首先利用几种基于前述两种算法的相位估计方法对接收到的信号进行了数据处理,分 别给出了误码 率曲线图、误差向量幅度曲线图、计算复杂度分析表。然后基于性能最优与计算复杂度的平 衡,提出了针 对16QAM信号星座图中间圈的点的省略两级处理算法。将该改进的算 法用于实验系统相位估计单元进行 数据处理,结果表明,改进的算法P1,3/ML其误码率性能和误差向量幅度性能基本保 持不变,但是计算复杂度降低为原来的1/2。

    • >材料
    • Yb,Er,Eu:YAP中红外激光晶体的生长与光谱特性

      2014(3):491-495.

      摘要 (1301) HTML (0) PDF 821.52 K (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:用提拉法成功生长出3种不同掺Eu3+浓度的 优质Yb,Er,Eu:YAP激光晶体,并对其光谱特性进行了研究。测量 了晶体在320~3000nm波段内的吸收光谱,晶 体在978n m附近有强的吸收峰和宽的吸收带。用波长为975nm的LD连续激光和 OPO光参量脉冲激光激发分别获得了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,采用单指数衰减拟合得 到2.7~3.0 μm激光上下能级 寿命。与单掺Er:YAP晶体的光谱参数进行了比较,对Yb3+的敏化及Eu3+的退激 活机理进行了分析。结果表明,Yb3+ 和Eu3+可分别作为Er3+的敏化剂和退激活剂,增宽978n m附近的吸收带和降低 激光下能级(4I13/2)与上能级(4I11/2)寿命的比 值(4.1,3.1和2.7);而在单掺Er:YAP晶体,下能级与上 能级寿命的比值高达10.8,不利于激光性能的提高。因 此,Yb,Er,Eu:YAP是一种更适合LD泵浦,有望实现低阈值、2.7~3.0 μm高效率激光输出的新型激光晶体。

    • Si4+掺杂对Gd1.6WO6:Eu3+0.4荧光粉发光特性的影响

      2014(3):496-500.

      摘要 (1366) HTML (0) PDF 893.51 K (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高温固相法合成了不同Si4+掺杂比例的 Gd1.6(W1-xSix)O 6:Eu3+0.4荧光粉,分析了Si4+掺杂对 Gd1.6(W1-xSix)O 6:Eu3+0.4荧光粉晶格结 构的影响,研究了不同Si4+掺杂比例下的XRD谱、激发光谱、发射光谱和衰减曲线。 结果发现:Si4+的掺杂改变了基质的结构,使得激活剂离子Eu3+周围的晶体场 改变,从而改变了荧光粉的发光效率,当Si4+ 的掺杂浓度达到0.4mol时,晶体对称性最差,粉体发光强度最大 。根据发射光谱和衰减曲线计算了样品的J-O强度参数 和无辐射跃迁几率,结果表明适量的Si4+掺杂可以抑制无辐射跃迁,提高发光强度。 计算结果与实验结果相符。

    • 还原气氛对Sr1.94-xBaxMgSi2O7:Eu2+0.01,Dy3+0.05长余辉材料发光性能的影响

      2014(3):501-507.

      摘要 (1506) HTML (0) PDF 1.18 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:用高温固相反应法,分别在H2和CO还原气氛 中制备了Sr1.94-xBaxMgSi 2O7:Eu2+0.01,Dy3+0.05长 余辉材料;研究了不同还原气氛对该系列荧光粉发光及余辉性能的影响。研究结果表明,随 着Ba2+浓度的增 加,荧光粉的晶体结构发生了改变,从而导致发射光谱和余辉光谱的峰位也发生了变化;CO 还原气氛下所制备荧光 粉的纯度要高于H2还原气氛下制备的样品,CO还原气氛下所制备荧光粉的余辉的初始亮 度和衰减都明显优于H2还原条件下所制备的样品,说明CO还原条件下更容易形成具有合 适浓度和深度陷阱的纯相荧光粉,有助于提高样品的余辉性能。

    • >测量·检测
    • 基于激光回馈效应的纳米计量系统

      2014(3):508-513.

      摘要 (1680) HTML (0) PDF 896.54 K (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于激光多重回 馈效应的纳米计量系统,系统采用非准直平凹回馈外腔结构,使在回馈外腔中往返多次的 回馈光束返回到激光谐振腔中, 形成高阶回馈效应,得到了高密度、类正弦和位相正交的双频激光回馈条纹。条纹的密度为 传统弱回馈的几×10倍,而且回 馈条纹以激光波长为尺子,具有可溯源性,在没有任何电细分的条件下达到了nm级的光学 分辨率。特别地,通过采用双折 射双频激光器,获得了两偏振正交的激光回馈条纹,而且两正交偏振回馈条纹间还具有位相 差,位相差的大小主要由双频激 光器的频差、外腔长以及回馈阶次决定。利用两正交偏振回馈条纹间的位相关系,可用于识 别物体的运动方向。与激光干涉 仪的比对实验表明,系统的线性度优于5.2×10-5,光学分辨 率为10.2nm,量程大于500μm。

    • 沥青路面结构光条质心定位算法

      2014(3):514-520.

      摘要 (1704) HTML (0) PDF 1.21 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:将基于结构光的激光三角法应用于沥青路面构造 深度检测,并提出适合该场合的结构光条质心 定位算法。根据激光束宽度较窄且光强较大的特点,对采集图像进行固定阈值和平均阈值 相结合的滤波 处理,同时根据粗糙沥青路面存在漫反射的特性,利用有效光斑窗口长度最大化的干扰消除 方法去除孤点 噪声,最后由亚像素级的重心法实现质心定位。实验数据表明,本文方法测量路面构造深度 的精度可达到0.1mm。相比于目前主流的基于激光测距的路面构造深 度检测,可实现由线到面的跨越。

    • 基于数字光栅投影的浮法玻璃缺陷检测方法研究

      2014(3):521-525.

      摘要 (1428) HTML (0) PDF 798.96 K (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于数字光栅投影的浮法玻璃缺陷检测 方法。由数字投影仪投射的光栅条纹经过玻璃带在背景平面上 成像,用位于玻璃带上方的高速相机采集受到玻璃带表面调制的图像,再由计算 机对采集到的缺陷图像进行相位 提取和重建,得到受玻璃缺陷调制的离面位移分布图,并计算求出玻璃带表面的屈光度。 以检测难度较大的光畸变缺 陷为例,验证了本文方法的可行性。实验结果表明,本文方法能检测光学变形较小的缺陷 ,检测精度可以达到0.1mm。

    • 基于光频域反射的总线型拓扑结构FBG传感网络

      2014(3):526-526.

      摘要 (1646) HTML (0) PDF 961.58 K (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高光纤光栅(FBG)传感系统的传感容量 以及传感器的实际工程生存能力和后期可维护性,提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术 的总线型拓扑结构的FBG传感系统。 利用OFDR技术,采用相同波长的FBG传感器,克服了光源带宽对系统传感容量 的限 制,极大提高了系统的传感器复用能力和空间分辨率。与传统的采用弱反射率FBG串 联组网相比,本文系统采用强反射率FBG和光分路器实现总线型拓扑结构,在提高传感器的 生 存能力的同时,克服了串接式FBG传感网络中存在的多重反射和光谱阴影对测量 精度 的影响。温度实验表明,系统的波长重复性为±4pm。

    • 全光纤自调Q双包层Er-Yb共掺光纤环形激光器

      2014(3):526-531.

      摘要 (1515) HTML (0) PDF 891.33 K (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了一种结构紧凑的自调Q双包层Er-Yb共掺光纤(EYDF)环形激光器。利用双包层EYDF同时作为增益光纤 和可饱和吸收体,光纤光栅(FBG)作为波长选择器,实现了中心波长1539.80nm的稳定自调Q脉冲输出 。自调Q 运转可在泵浦功率376~1208mW 的较大范围内获得, 调Q重复频率从7.40kHz到64.2kHz连续可调谐。自调Q 最短脉冲宽度为1.8μs,最大单脉冲能量为1.65μJ,最大平均输出功率为81.3mW,调Q脉冲的 频谱信噪比(SNR)最高可达60dB。

    • 基于径向对称变换的自适应交通禁止标志检测

      2014(3):532-539.

      摘要 (1832) HTML (0) PDF 1.29 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于径向对称变换的自适应交通禁止标志 的检测算法。采用RGB归一化 阈值分割算法对交通图像进行二值化处理,构造和利用区域轮廓特征矢量,判决和提取候选 标志区 域。对于标志互相遮挡候选区域,提出采用基于分水岭变换的自适应标志分离算法进行标志 分离; 然后,对于低维的标志候选区域,根据其自身尺度特征提出一种参数自适应的径向对称圆形 检测器 和检测算法,最终确定禁止标志。本文算法在标准交通标志数据集(GTSDB)进行了实验验证 。实验 结果表明,与现有方法相比,本文算法有效提高了算法执行效率和检测性能,降低了算 法复杂度;并且,对交通标志尺度、亮度和天气变化、运动模糊以及标志互相遮挡等有 着良好的鲁棒性。

    • 共轴双光束LIBS检测土壤中Pb的参数优化

      2014(3):540-544.

      摘要 (1661) HTML (0) PDF 917.22 K (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高共轴双光束激光诱导击率光谱(DB-LIBS) 检测土壤中重金属元素的检测精度,对试验装置进行了参数优化。试验 时,以土壤中重金属Pb为例,首先对双光束与单光束作用效果进行对比,单束激光脉冲工作 能量均为120mJ, 得到双光束作用下土壤中Pb的特征光谱强度明显比单光束作用下增强了2~3倍。然后,分别设置两束激光 之间的脉冲延迟时间为0、50ns,在每 个激光脉冲延迟时间下,设置光谱采集延迟时间从2.6~5.2μs 以步长为0.2μs递增,分别对样品的光谱进行采集,获取Pb元素在 405.78nm处的特征光谱信息。通过对 特征光谱强度和信背比的综合比较,得到最佳的激光脉冲延迟时间为50ns、光谱采集延迟时间为4.6μs, 在此条件下,光谱强度的相对标准偏差为0.10。由此表明,参数优化 有利于提高共轴DB-LIBS装置的检测精度。

    • 基于STM的三维荧光导数光谱法检测食品中黄曲霉素

      2014(3):545-550.

      摘要 (1219) HTML (0) PDF 1.00 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于支持张量机(STM)的三维荧光导数光谱定量分 析方法,检测了食品中黄 曲霉素。在计算三维荧光导数光谱时,将常规的、只适用于向量光谱数据的 Savitzky-Golay方法扩展到由二阶张量描述的三维荧光光谱中。同时,应 用了STM方法建立校正模型,对白酒和牛奶中的黄曲霉素进行了检测。在对白酒中的黄曲霉 素检测中,复相关系数(CC)和预测误差均方根(RMSEP)分别为0.952和14.847,与 常规的偏最小二乘(PLS)和支持向量机(SVM)方法相比,C C分别提高了2.40%和2.34%,RMSEP分别降低了8.92%和4.36%。在对牛奶中的黄曲霉素检测中,CC和RMSEP分别为0.996和5.448,与PLS和SVM的方法相比,RMSEP分别提高了0.40%和0.30%, R MSEP分别降低了18.31%和17.18%。检测结果表明,基于STM方法建立的校正模型要优于传统的SVM方法和PLS方法。

    • >信息安全
    • 基于改进增强特征选择算法的特征融合图像隐写分析

      2014(3):551-557.

      摘要 (1781) HTML (0) PDF 844.23 K (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的基于特征融合的JPEG隐写分析方法特 征冗余度高、通用性较低的问题,提出了一种基 于改进的增强特征选择(BFS,boosting feature selection)算法的通用JPEG隐写分析 方法。从线性相关度和非 线性相关度两方面降低特征冗余,将特征自相关系数和互信息这两种统计性能引入到特征的 评价准则中, 重新设计了特征权重计算方法,改进了BFS算法的特征评价函数。通过改进的BFS特征选择算 法将3组互补 性较强且准确率高的特征进行融合降维,得到最优特征子集训练分类器。对3种高隐蔽性隐 写算法F5、 Outguess和MME3,在不同嵌入率下进行了大量实验。结果表明,本文方法的分析准确率高于 现有的检测率较高的JPEG隐写分析方法和典型的融合分析方法,融合后的特征相关性明显下 降,并且具有更强的通用性。

    • >模式识别
    • 单样本快速人脸不变特征提取方法

      2014(3):558-564.

      摘要 (1963) HTML (0) PDF 1.02 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文提出一种快速人脸特征描述(FFD,fast facial descriptor)算法和基于权重的人脸图像相似度分数匹配策略, 以解决加速鲁棒性特 征(SURF,speed up robust features)在描述单样本人脸特征时出现的特征点分布不均 匀和光照变化鲁棒性差的问 题。首先通过重构积分图来增加位于细长边缘的特征点的数量;为了减少冗余特征,提 出两幅训练图像对应特征点间的 区别度概念,对训练样本中的特征点进行稀疏化;然后,根据人脸各区域对识别结果贡献度 的不同对人脸各区域赋予不同权 重,并根据加权计算人脸图像的相似度分数得出识别结果。在AR、Yale B和CMU PIE标 准人脸数据库及真实身份证人 脸库上进行了单样本人脸识别实验。结果表明,本文算法对具有光照、遮挡和表情变化的单 样本人脸识别有很好的鲁棒性, 耗时仅为0.042s;与目前典型的特征描述算法相比,本文算法的识 别率最高可提升65%;虽 然真实身份证人脸库中人脸图像受实际环境因素影响较大,但本文方法也可提高30%的识别率。

    • >多媒体通信
    • 基于分形的深度图序列编码算法

      2014(3):565-573.

      摘要 (2292) HTML (0) PDF 1.34 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:充分利用深度图序列相邻帧间的局部相似性,并结 合H.264帧内预测编码算法,提出了一种适用于深度图序列编码的新 方法,即深度图序列的I帧编码采用H .264帧内预测结构而P帧编码采用基于分形理论的压缩方法。首先介绍了分形 编码的理论基础,然后通过改进非均匀多层次六边形格 点整像素运动搜索(UMHexagonS)方法,提出了一种更适用于分形编码的基于运动矢量场的 自适应六边形搜索算法,从而 形成了基于分形的深度图P帧预测编码结构。实验结果表明:本文提出的编码系统在很大 程度上提高了H.264的编码性能, 峰值信噪比差值(BDPSNR)平均提高了3.54dB,编码比特率差 值(BDBR)平均降低40.98%,同时编码复 杂度也大大降 低,平均编码时间减少了85.27%。

    • 基于多视点视频整帧丢失的自适应错误掩盖算法

      2014(3):574-580.

      摘要 (1571) HTML (0) PDF 1.16 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决多视点视频压缩(MVC)导致视频整帧丢失风 险增大的问题,基于MVC的特点提出了一种4方向和多参考帧的错误掩盖算法。 首先,在 同一视点内, 将相邻帧沿其各自运动矢量外推,得到视点内的最佳运动矢量;在视点间采用同样的方法, 得到最佳视差; 以外推的重叠面积为判断依据,在视点内错误掩盖和视点间错误掩盖之间选择较优的掩盖方 式;最后,在 MVC已有块模式的基础上引入新的块组合模式,合并具有相同错误掩盖方式、运动矢量 的绝对差 值小于阈值的相邻块,以减小图像的块效应。实验结果表明,与已有算法相比,本文算法有 效利用了MVC的内部机制,改善了重建帧的客观指标,增强了主观质量。

    • 立体图像视差自适应调整算法

      2014(3):581-587.

      摘要 (1860) HTML (0) PDF 980.10 K (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对不同尺寸立体显示器播放立体视频时立 体视觉效果存在的差异,提出一种通过 调节图像水平视差改善立体显示效果的方法。首先应用立体匹配算法得到立体图像初 始视差,通过图像 分割与连通性检测从中可靠地获取水平视差范围;为保证图像中全部景物在舒适立体融像区 内成像,根据 显示器尺寸与观看距离,调整左右眼图像在原立体视频中相对位置,形成合理的水平视 差,从而在立体显 示器上产生舒适的立体视觉效果。实验证明,本文提出的方法可自适应地调整立体图像的水 平视差并较好地改善立体显示效果。

    • >图像和信息处理
    • 基于混沌神经网络的海上目标图像的海杂波抑制方法

      2014(3):588-594.

      摘要 (1401) HTML (0) PDF 1.03 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前基于随机信号模型的海上目标图像海 杂波抑制的常用方法效果不甚理想,提出了一种基于混沌 神经网络的海上目标图像海杂波抑制方法。考虑到海杂波运动固有的混沌性导致其海上目标 图像具有混沌特征,在海杂波混沌动力系统相空 间重构的基础上构造海杂波动力学模型,运用径向基函数(RBF)神经网络提取模型参数, 以此预 测和抑制海杂波。用实际海上目标图像进行海杂波抑制实验,并与最小均方(LMS)算法和最 大Lyapunov指数法相比,实验结果表 明,本文方法对海杂波具有良好的抑制效果,使其平均绝对误差(MAD)减小了30%,信 噪比(SNR)提高了4到6dB,可为海上弱小目标检测提供新 的解决思路。

    • 基于支持向量回归的无参考模糊和噪声图像质量评价方法

      2014(3):595-601.

      摘要 (2056) HTML (0) PDF 974.77 K (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于支持向量回归(SVR)和图像奇异值分解, 提出了一种新的无参考(NR,no-reference)模糊和噪声图像质量评价(IQA)方法。首 先通过对待评价图 像进行高斯低通滤波生成再模糊图像,然后分别对它们进行奇异值分解并计算奇异值的改变 量,最后使用奇异值的改变量作为SVR的输入,训练预并测得到图像的质 量评分。在3个公开的模糊和噪声数据库上的实验结果表明,新方法预测得分与主观得分有 较好的一致性,获得了较好的评价指标;对于模糊失真类型和噪声失真类型,在LIVE2数 据库上的性能评价指标斯皮尔曼等级相关系数(SROCC)分别 达到0.961和0.965。

    • 基于非均匀棱镜阵列的三维集成成像视角增强方法

      2014(3):602-607.

      摘要 (1427) HTML (0) PDF 990.44 K (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统集成成像系统视角受限于单元透镜尺寸 及其焦长的问题,提出了一种基于非均匀棱镜 阵列的三维集成成像视角增强方法。以传统集成成像重构显示原理为基础,借助于非均匀棱 镜阵列对重构 光线的偏转作用,设计了显示透镜阵列和非均匀棱镜阵列组合的立体显示模式。依据集成成 像的三维重构 显示原理,利用光线追迹理论,导出了非均匀棱镜阵列的结构参数和集成成像系统视角之间 的关系模型。仿真实验表明,基于非均匀棱镜阵列的集成成像系统视角比传统集成成像系统 有了显著提高。

    • >光物理
    • 频率啁啾对飞秒激光脉冲干涉场的影响

      2014(3):608-613.

      摘要 (1455) HTML (0) PDF 1017.61 K (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:对具有频率啁啾的飞秒脉冲的干涉场分布特性进 行了研究。分别模拟了物光存在啁啾、参考 光存在啁啾以及物光与参考光均存在啁啾3种情况下高斯飞秒脉冲的干涉图,并从干涉图中 提取了载频相 位。通过对提取的载频相位分析,研究了频率啁啾对干涉场的影响。结果表明,脉冲的频率 啁啾将导致干 涉条纹对比度的下降和条纹周期的改变。当物光和参考光仅有一束存在啁啾时,干涉场条纹 的对比度整体 下降,并且条纹周期发生线性改变;当物光与参考光同时具有相同的频率啁啾时,位于干涉 场边缘的条纹 的衬比度会严重下降,这将导致干涉场的有效记录区域减小。本文研究对于飞秒数字全息的 实验控制和数字重构精度均具有重要的参考价值。

    • >生物医学光子学
    • 联合蚁群算法和PCNN的脑部MRI图像分割方法

      2014(3):614-619.

      摘要 (1631) HTML (0) PDF 1.10 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用蚁群算法(ACO)联合脉冲耦合神经网络(PCNN )的脑部磁共振成像(MRI)图像分割方法。其中利用ACO解决了PCNN参数设置困 难的问题,同时能够克服图像的低对比度和噪声对图像分割的影响,实现图像的精确分割。 首先利用ACO的全局搜索能力,以图像信息熵与灰度期望值的和作为ACO的目标函数 ,对PCNN的3个关键参 数β、αE和VE进行设定;然后基于PCNN简化模型,结合 最大熵值准则对脑部MRI图像进行分割;最后 对分割结果进行面积滤波,得到最终的分割结果。实验结果表明,本文方法能够实现脑部MR I图像的自动 分割,具有较高的精度和较强的鲁棒性。对于没有噪声的图像,本文方法分割结果的平均正 确提取率达到 97.0%以上,平均错误提取率达到0.4%以下, 平均杰卡德相似系数达到94.8% 以上;对于添加了不同级别噪声的图像,本文方法的分割效果也优于FCM和自适应PCNN。

    • 一种光电反射式脉搏血氧监测方法

      2014(3):620-624.

      摘要 (1747) HTML (0) PDF 706.49 K (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解患者长时间使用透射式无创血氧饱和度监 测仪带来的痛苦,提出采用反射式光电传感器进行 脉搏血氧监测方法。利用LabVIEW软件强大的数据处理功能,结合NI USB-6353 DAQ数据采集器,可快速实 现系统的搭建。对10名患者进行脉率与血氧饱和度的监护测试实验, 并与临床用血氧饱和度监测仪测量的 数据对比,两者测量的血氧饱和度平均误差为0.2%,测量的脉率平均 误差为0.8time/min。结果表明,本文 设计与临床用血氧饱和度监测仪具有良好的一致性,能够进行脉率与血氧饱和度的测 量,可以成为现有生理参数监测方法的一种补充。