2015, 26(6):1025-1029.
摘要:为了获得高质量的可调谐多波长激光器,提出并 验证了一种结构简单的基于受激布里 渊散射(SBS)放大效应的多波长激光器。首先设计了单频布里渊环形腔激光器,将单频 激光信号 作为信号光,通过SBS放大效应实现了超过12个波长的激光输出,且 产生的波长数可以 进一步增加。该激光器的波长间隔为0.087nm,通过调节泵浦波长和 功率实现了可调谐的多 波长输出。在20 min的时间间隔内,测量了信号的稳定性, 实验结 果表明, 本文的多波长激光器展现了较高的稳 定性。
2015, 26(6):1030-1035.
摘要:针对研制的基于非对称椭球聚光镜/气室的红外 甲烷(CH4)检测系统,利用菲克第一定律,建立了用于分 析仪器响应时间的数学模型,在CH4气体由椭球气室内向气室外扩散和由气室外向气室 内扩散两种情况下, 推导得到了气室中实时CH4浓度与响应时间的关系表达式,计算并分析了响应时间与气 室结构参数、初始 浓度以及目标浓度的关系。计算结果显示,仪器的10~90%的响应时 间与气室的结构参数有关,而与气室内 的初始浓度和目标浓度均无关。当长轴取为7.6cm、开孔直径分别为 0.50cm和2.24cm时,计算得到的仪 器响应时间约为9.42s。利用所制作的非对称椭球聚光镜/气室和CH 4检测仪,分别测量了仪器的响应时间, 仪器所处容器的浓度在0~10-4间变化时,其上升和下降时间 分别为7.25s和9.00s;仪器所处容器的浓度 在10-3~10-2间变化时,其上升和下降时间均约8.25s。由于实验条件未能较好满足菲克定律要求,实 验结果和理论计算结果存在一定的差异。尽管如此,本文给出的分析理论和相关模型,在估 算具有类似气室结构的检测仪响应时间方面具有应用价值。
杨秀芳 , 赵昆 , 李倩倩 , 杜江涛 , 王存达 , 冯列峰
2015, 26(6):1036-1040.
摘要:精确表征了GaN基450nm 波长LD的电学 特性,表观测量的电学参量在阈值附近都出现了明显的突变。器件的(IdV/dI-I)曲线在阈值处突 然上跳。与此对应,其他电学参量在阈值处的突变也与以往观察到的窄带隙780nm 波长LD在阈值处的突变完全反向。表观特性的反常必定造成反常的结特性,利 用 ac-IV方法精确表征了器件的结特性,在阈值区各结电学参 量的突变趋势与以往报道的 窄带隙780nm波长LD也完全相反。光学实验表明,在阈值区内(约3mA)光功率增加 近1个量级。光特性的突然增加必定与电学特性的突变存在必然联系。所有这些反常的电学 特性是传统的激光器理论难以解释的,将促使LD理论的进一步发展。
2015, 26(6):1041-1047.
摘要:LED作为可见光通信(VLC)的发射光源时为保证足够 大的光信号覆盖范围和信号强度,应采用大电流脉冲调制。本文研究了大功率LED的光 -电脉冲响应比小功率器件较慢、从而造成光调制带宽降低的原因,以及LED注入电 子和空穴的缓慢复 合与驱动电路晶体管在大电流工作时的存储效应;由此设计了FPGA控制下的光脉冲整形方案 ,信号脉冲经由FPGA再生同时产生另外两路相位关联的短脉冲,同步控制驱动电路分别 在信号脉冲上 升沿施加一个瞬时高压加速载流子注入,在脉冲下降沿使LED两端短路将剩余载流子泄放, 使光脉冲边沿加速进行整形。对接收信号 的眼图和误码率(BER)的测试结果表明,在接近安培量级的 峰-峰值调 制电流下,通过这种同步控制方法使光信号质量得到有效改善,传输速率得到明显提高。
武雷 , 谢生 , 毛陆虹 , 郭维廉 , 张世林 , 崔猛 , 谢荣
2015, 26(6):1048-1052.
摘要:基于标准CMOS工艺的n+源/漏区和p-sub,设计 了一种楔形n+pn+ 结构的硅基发光二极管(Si-LED)阵列,并经UMC 0.18μm 1P6M CMO S工艺制备。 测试结果表明, 设计的Si-LED 在 0.9~1.5V范围内正常工作,与CMOS电路的电源电压兼容,其发光 峰值波长在1100nm附近;注 入电流为390mA时,器件的发光功率可达1800nW,平均功率转换效率为3.5×10-6 。由于工作电压低、发光功率高,设计的LED器件有望在光互连领域得到广泛应用。
缑龙 , 朱占达 , 姜梦华 , 惠勇凌 , 雷訇 , 李强
2015, 26(6):1053-1056.
摘要:介绍了一种减少半导体激光器阵列光谱组束(SBC) 整体光程的方法,即将传统SBC中传输透镜的汇聚和准直 作用分离,分别由两个透镜实现。起汇聚作用的透镜将各个发光单元的光束聚焦到光栅上, 实现各个发光 单元空间上的叠加;起准直作用的透镜在光栅之后将组合后的光束进行准直,使各个发光单 元锁定在不同 的波长上。由于起汇聚作用的透镜不需要再对各个发光单元的光束进行准直,汇聚透镜与巴 条前端面的距 离不再需要严格的等于传输透镜的焦距,二者之间的距离可以很近,因此整体的光程可以近 似地减少1/2, 使利用长焦传输透镜压窄线宽时各发光单元有足够的反馈量,抑制串扰,有利于实现多个巴 条的SBC。 采用标准的半导体激光阵列,实现连续输出激光功率为49.42W,电 光转换效率为42.7%,光谱线宽为8.5nm, 输出光束水平方向光束质量M2x=1.29(0.4mm×m rad),竖直方向光束质量M2=11.6(3. 6mm×mrad),两个方 向的光束质量都与单个发光单元的光束质量接近。
杨淑连 , 申晋 , 何建廷 , 盛翠霞 , 贾宏燕 , 魏芹芹
2015, 26(6):1057-1061.
摘要:为了测量通电螺线管中的电流,设计了一种基于 光纤布拉格光栅(FBG)啁啾效应的电流传感器。磁场 中的圆盘形软铁受到通电螺旋管线圈磁场力的作用,引起矩形悬臂梁变形,从而导致粘贴在 悬臂梁侧边的 FBG的反射光谱带宽发生变化,其大小与电流强度成平方关系。利用光谱分析仪(OSA) ,通过检测FBG反射谱带宽的变化量,可以得到被测电流强度的大小。当OSA的分辨率为0.02nm时, 测量范围达到了27.1~1000mA。实验结果表明 ,FBG反射光谱带宽的变化量对温度变化不敏感, 当温度从-15℃变化到45℃时,3dB带宽的 最大变化约为5pm。实验结果和理论分析一致,表明本文该方案切实可行。
2015, 26(6):1062-1066.
摘要:为快速有效地估计LED智能照明中的未知参数, 首先,将解析表达式中由频率偏移-相位构成的二维平面空间在 水平和垂直两个方向上离散化,构成网状格点空间,并根据测量得到的数据在格点空间具有 稀疏性的特 点建立稀疏模型;然后,在稀疏模型的基础上采用最新的压缩感知(CS)技术,对脉冲宽度调 制PWM信号进行伪 随机线性测量;并利用基追踪(BP)算法重建未知参数;最后,采用迭代细分网格策略对稀 疏模型 进行优化,减少估计误差。实验结果表明,在理想情况下,本文方法仅使用相当于奈奎斯特 采样定理所要 求的0.23%的采样值,就可以快速准确地重建未知参数;经过3次迭代 优 化后,算法的均方误差(RMSE)一般不大于 10-4;算法具有良好的抗噪性能,在信噪比(S NR)大于-160dB时表现出良好的鲁棒性。
2015, 26(6):1067-1073.
摘要:为测量交流电流的,提出了一种由超磁致伸缩材料(GMM)与光纤光栅(FBG)相结合作 为传感器探头的电流互感器,实现了工频电流的测量,在0.33~100 A范围内具有很好的线性度,满量程精度达到0.33%;对 电流互感器的幅频特性进行理论分析和实验研究,计算表明获得GMM材料的谐振频率为46.5kHz,实验测 得电流互感器在5.0kHz范围内具有平坦的的幅频特性,最高可测频 率达到20.4kHz,谐振频率为46.5kHz,适用 于高频电流的测量。
2015, 26(6):1074-1080.
摘要:为了适应大 规模及拓扑变化较快的紫外光(UV)自组织网络,本文以提高邻居发现概率为目的,提出了一 种基于时分多址接入(TDMA, time division multiple access)的UV定向邻居发现新算法。新算法在DTRA(directional transmission and reception algorithm)协议的基础上采用了退避时延机制, 并通过邻居判断和维护机制让节点快速更新本地邻居表。实验结果表明,新 算法充分考虑了UV大气传输特性,能够有效地解决节点冲突问题,并通过找到一个最佳退避 时延使得节点冲突 概率和邻居发现时延之间达到一个较好的平衡。
赵青松 , 郝士琦 , 耿红建 , 刘加林 , 王勇 , 孙韩
2015, 26(6):1081-1086.
摘要:基于双伽玛(Gamma-Gamma)湍流信道,研究了低 密度奇偶校验码(LDPC)的自由空间光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测解码(ID D)算法。针对最优最大后验概率(MAP)算法复杂度高和BP迭代过程 中比特节点后验对数似然比(LLR)震荡现象,结合概率数据辅助(PDA)算法在信号检测中 的良好性能, 提出了一种基于反馈均值的LDPC+PDA系统IDD码算法,采用BP解码方法,经迭代处理,求出 每次内 迭代中比特节点输出的后验信息均值,并将其作为解码器的输出反馈给检测器,从而提高了 解码器传递给 检测器的消息可靠性。仿真结果表明,当误码率(BER)为10-5左右 时,在弱湍流条件下,改进的IDD算法相 对传统的算法具有0.3dB的性能优势;在强湍流条件下,改进的IDD 算法比传统的算法提高了0.65dB 的性能增益。因而,改进的IDD算法能够进一步抑制湍流特别是强湍流的影响,提高了系统 性能。
2015, 26(6):1087-1093.
摘要:针对可见光通信(VLC)正交频分复用(OFDM)系统 发光二极管(LED)动态范围窄、非线性和限幅失真严重等问题,利用光 源具有多个灯芯的特点,将OFDM频带划分为多个子带,每个子带内数据通过傅里叶反变换(IFFT)产生一路独立信号输入LED 灯芯,所有LED灯芯发出的光信号在空间上叠加形成光叠加OFDM(OSM-OFDM) 信号。在相同直流偏置情况下, OSM-OFDM系统每一路信号的调制深度较低,能够有效地避免LED非线性和限幅影响,特别是 在输入信号功率较大时,系统 误码率(BER)降低了至少1个数量级。根据有效信噪比(SNR) 最大原则能够得到OSM-OFDM系统最优直流偏置,而且在系统设计时可以根据 系统有效信噪比公式选择合适的LED灯芯数。实验表明,OSM-OFDM系统BER 性能要比直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)系统提升了1个数量 级。
2015, 26(6):1094-1099.
摘要:位长度相同的多元LDPC(NB-LDPC)码优于相应的二 元LDPC(B-LDPC)码,但是它的实现复杂度相对较高。为了降低NB- LDPC码的实现复杂度,提高系统的编码增益,利用置换多项式的方法对一般多元准循 环LDPC(NB-QC-LDPC)码进行改进,并将改进后的NB-QC-LDPC码应用于基于偏振复用的 相干光正交频分复用(PDM-CO-OFDM)系统中,详细研究了其传输性能。仿真结果表明:基于GF(4) QC-LDPC 编码的系统性能 明显优于相应的B-QC-LDPC编码的系统性能,而且基于改进型GF(4) QC-LDPC编码的 系统与 一般GF(4) QC-LDPC编码的系统相比,其误码性能可改善0.65dB, 频谱效率提高了2.16bit/s/Hz,抑制信道色散能力和运转复杂度也 均得到了改善。
何文雪 , 张文博 , 李超 , 席丽霞 , 张晓光 , 乔耀军
2015, 26(6):1100-1105.
摘要:为了研究水印辅助的低密度奇偶校验(LDPC)方 案在高速相干接收光通信系统 中的译码性能,提出了一种适用于相干光通信系统的水印符号辅助的LDPC前向纠错方案 ,与传统LDPC相比,可以大大提高相干接 收机的抗噪声能力。在100Gbit/s 16进制正 交幅度高制(16QAM)相干接收光通信系统上的仿真实验结果表明, 在误码率(BER)为10-9时, 所提出的前向纠错方案与传统LDPC相比 较,信噪比(SNR)增益提高了0.45dB ;同时,在相同BER下,水印符号辅助的LDPC方 案的译码迭代次数有很明显的降低。
丛振华 , 刘兆军 , 秦增光 , 王伟涛 , 唐关琦 , 付强 , 张行愚
2015, 26(6):1106-1110.
摘要:利用太赫兹(THz)光参量发生器,测量了KTP晶 体和KTA晶体在3~6THz波段的折射率。利用一束 脉冲宽为5ns的Nd:YAG 1064nm激光作为泵浦源,分别泵浦KTP晶体 和KTA晶体,获得了一束宽谱 的Stokes光;测量了泵浦光和产生的Stokes光的非共线相位匹配角度以及对应Stokes光的波 长,通过计算 得出了KTP晶体在3.07~6.12THz波段对应的折射率为2. 81~5.05;KTA晶体在3.71~6.19THz波段对应的折射率为3.26~4.68。
2015, 26(6):1111-1117.
摘要:为了精确地测量物体表面的动态形变过程,提出了 一种基于希尔伯特变换的相位分析方法。形变过程通过连续采集的散斑干涉图序列来记录和 分析,动态散斑的二维相位分布通过逐点希尔伯特变换和整幅 干涉图的相位展开相结合的方法获得。在时域中,将成像器件的各个像素点视为独立的探测 单元,得到了 包含形变信息的一维时域干涉信号,在去除干涉信号的背景强度之后,利用希尔伯特变换和 三角变换相结合 的方法提取相位差以避免干涉信号调制强度波动所带来的影响。在空域中,使用傅里叶相位 滤波器进行去 噪处理,并通过基于离散余弦变换(DCT)的相位展开得到连续相位分布场。对橡胶板的动态 形变进行了实时测量, 获得了不同形变时刻的相位分布图,其中单幅可分辨的最大条纹数为26,对应的形变测量最 大值为6.92μm。实验结果显示:本文方法计算简单,易于实现,适 用于动态散斑的相位分析。
2015, 26(6):1118-1124.
摘要:针对现有算法存在计算量大、对摄像机和物体运动 敏感等缺点,提出一种基于压缩传感(CS)和加权主色(WMC)的镜头边界检测(SBD)算法(CSWMC )。首先通过直方图特征得到粗略的镜头 边界集合;然后利用CS将该集合中的帧及其前后帧的高维特征投影到低维空间,采用调节余 弦相似度得到基 于夹角的第一判定指标;继而定义一种新的图像主色权值和基于该权值的类Bhattacharyya 相似度,得到基于颜色 相似度的第二判定指标;以两种判定指标的乘积作为最终判定指标,并设计一种朴素但有效 的策略进行SBD。 实验结果表明,与常用方法相比,所提算法具有更高的查全率和精确率,能够更加有效进行 SBD。
2015, 26(6):1125-1131.
摘要:利用基于3×3耦合器的Sagnac光纤干涉仪分布式 光纤振动传感器,构建管道安全监测系统,实现对长距离输油气 管道沿线进行实时安全监测,判断管道沿线是否有威胁管道安全的行为发生并进 行定位。监测系统采用环型结构 Sagnac光纤干涉仪,利用3×3耦合器对光信号相位有调制作用的特点,无需进行特定的相位 调制和解调,优化了光路,提 高了信号处理精度。给出了光波的相位调制和理想状态下外扰动行为的定位表达式,阐述了 系统的工作和定位原理。根据 光路设计和定位理论建立了Sagnac环型结构实时监测实验系统,开发了监测系统实验软 件,利用选定的扰动信号源, 通过外扰动行为产生的不同频率扰动信号对光信号产生调制,并对所接收的干涉光信号进行 分析和定位的实验研究,实验结果表明,对100~500Hz的外扰动信 号,定位计算结果最大相对误差为1.23%。本文构建的管道监测系 统 不仅能迅速地监测到高频的外扰动信号,还能有效地监测到低频的外扰动信号,为管道沿 线进行实时安全监测和对扰动位置的实时定位提供有效的技术保障。
孙振华 , 余镇岗 , 黄梅珍 , 宋彪 , 邹烨 , 李夏 , 季芸 , 汪洋
2015, 26(6):1132-1137.
摘要:研制了一种基于Czerny-Turner(C-T)交叉式分 光光路结构、以半导体制冷线阵CCD为探测器的高分辨率 小型化拉曼光谱仪;分析了影响光 谱成像质量的主要像差,并进行了消彗差和消象散优化设计与验证;利用Tracepro光学追迹 软件对整体光路进行了模拟调整,对样机的性能进行了初步测试。测试结果表明, 波 数范围为200~2700cm-1,光谱分辨率 为6~8cm-1,信噪比(SNR)为300∶1。将其应用于药品、玉石等样品的 鉴别,取得了满意的结果。
2015, 26(6):1138-1145.
摘要:利用大孔径闪烁仪对公路环境和近海面环境进行了 4次链路长分别为1.4km和0.9km的激光传输 特性测试, 研究激光在两种环境下的传输特性以及它们之间存在的差异。在实测数据基础 上,分析了大气折射率结构常数和Rytov方差的变化规律,得出公路环境与近海面环 境下湍流强弱程度和光强起伏程度的差异;通过对孔径平均效应影响下的光强信号 分析,研究了不同传输环境下激光的传输特性。本文所得到的结论将有助于大气光学研究 以及无线光通信系统设计。
2015, 26(6):1146-1151.
摘要:针对双镜头深度传感器(以Kinect为例)出厂标 定参数精度不高的问题,提出一种新的标定方法。 对于Kinect 2.0深度镜头,利用空间线定长约束,通过间接平差方法求解待求参数;根据求 解参数,将深度图 像坐标转转换值Kinect坐标并将其与对应的彩色影像坐标点进行关联,基于中心投影方程标 定彩色镜头。实 验结果表明,本方法将深度影像点转换到Kinect坐标时精度优于2.5 mm,深度影像坐标转换至彩色影像坐标 时精度优于1pixel,高于Kinect微软开发包内置参数的计算精度,对一些需要较高参 数精度的应用,本文算法解算的参数更优。
李德阳 , 杜艳丽 , 张文斌 , 马凤英 , 弓巧侠 , 郭茂田
2015, 26(6):1157-1161.
摘要:非相干全息术可以利用非相干光源获得物体的全 息图。利用迈克尔逊干涉仪搭建了非相干同轴数字 全息成像系统,利用菲涅尔衍射理论分析系统的点扩散函数(PSF),使用CCD 记录全息图并在计算机中进行数值 重建,研究广义相移数字全息干涉术在非相干同轴数字全息成像系统中的应用。结果表 明,基于迈克 尔逊干涉仪的非相干同轴数字全息成像系统可以实现白光光源照明下物体全息图的快速记录 ,三步广义相 移数字全息干涉术应用于系统,能够克服使用移相器的非相干同轴数字全息术对系统稳定 性要求较高的 缺点,可以去除孪生像和零级像,获得清晰的数值重建像。本文系统的横向放大率为1.6倍 时,分辨率可达45lp/mm。
2015, 26(6):1162-1169.
摘要:在保证虚拟视点绘制质量的前提下,如何降低深 度视频的编码复杂度是一个亟需解决的问题。本文提出了一 种基于最大可容忍深度失真(MTDD,maximum tolerable d epth distortion)模型的低复杂度深度编码算法,将MTDD模型引 入 到率失真(RD)代价函数,通过对编码单元(CU)进行失真度量判决 ,如果对当前CU进 行编码不会导致可察觉的绘制失真,则失真度量只考虑深度编码失真,否则失真度量同时考 虑深度编码失真和视点 合成失真(VSD),从而降低编码复杂度。实验结果表明,所 提出的算法在不 降低虚拟视点绘制质量和不增加编码码率的情况下,能显著降低深度视频的编码复杂度。
2015, 26(6):1170-1178.
摘要:字符矫正是光学字符识别(OCR)系统预处理过程中 的重要步骤,针对传统的增广拉格朗日乘子法(ALM)求解字符矫正问题时收敛性和计算速度 的不足,本文研究了并行分离的增广拉格朗日乘子法,综合考虑字符矫正模型的建立过程, 提出并行分离方法与ALM相结合的思想解决字符 矫正问题。用并行方式将迭代问题分解成3个子问题,计算时能够同时求解分解后的这3个 子问题,然后进行凸组合,最 后收敛到问题的最优解。实验结果表明,本文算法能够快速准确地对变形的字符图像进 行矫正,并且具有良好的实时性和适 应性,可用于OCR系统的矫正预处理中,提高OCR系统的识别率。
2015, 26(6):1179-1185.
摘要:局部方向数字(LDN,local directional number) 模式算子,用Kirsch边缘模板计算像素点8个方向的边缘响应 值,只能从1幅图像中获取64个特征值。为了提高该算子的特征提取 能力,提出了16邻域两种边缘 模板,利用了更多点的灰度信息计算边缘响应,可获得像素点更多方向的边缘响应,能从 图像中提取出更多的特征值。在ORL 人脸库、Yale人脸B库和Cohn-Kanade人脸库上的实验结果表明,边缘模板的改进,极大地 提高了LDN模式算子的特征提取能力, 采用16邻域的边缘模板使平均识别率 分别提高了11.5%和13.04%;并且,这种 改进还大大增强了算子对光照和噪声变化的鲁棒性。
2015, 26(6):1186-1193.
摘要:针对基于稀疏表示的传统图像复原方法无法准确恢 复图像小尺度细节的不足,提出了一种结合稀疏 表示与匹配梯度分布的图像复原方法。首先在稀疏表示图像复原模型的基础上,利用参数化 的超拉 普拉斯分布估计原始图像的梯度分布;然后,通过对图像的梯度分布进行全局约束,利用梯 度直方图匹配 操作匹配图像梯度分布,使复原图像的梯度分布尽可能接近原始图像。仿真实验结果表明 , 本文算法能够取得较优的复原效果, 并且能以较高精度复原图像的细节信息。
2015, 26(6):1194-1199.
摘要:经典的迭代相位检索方法具有抗噪性能差、不 能收敛到全局最优解等缺点;而基于相位割(PC)的最优化相位检索技术通过精确的分离振幅 和相位变量, 将相位检索问题转化 为二次约束的凸规划问题,理论上可以保证在相差全局相位因子条件下收敛到全局最优解。 本文提出用更结构 化和更“很少随机的”的三元与八元掩膜编码衍射图样(CDP),求解PC以获得丢失的 相位。模拟实验首先测试 一维复信号,分别比较不同掩膜重构的成功率。其次,比较它们对二维分子图像的重构结果 。实验结果表 明,本文方法可以获得比传统的基于二元掩膜的方法更好的重构结果。将恢复的相位分 布加载到所搭 建的基于Si基液晶(LCOS)的光学重构系统中,产生的CDP证明了所提方法的正确性。
2015, 26(6):1200-1205.
摘要:融合离散小波变换(DWT,discrete wavelet tran sform)与Karhunen-Loeve变换(KLT),将图像的能量集中到少数系数上,以达到更好的 压缩效果。首先将多光谱图像的每个谱段进行快速9/72D DWT,消除多光谱图像的大部分 空间冗余;然后对所有谱段产生的小波系数进行改进的KLT,来消除光谱冗余和残存的空 间冗余;最后对所得谱段产生的小波系数进行改进的KLT,来消除光谱冗余和残存的空间冗 余;最后对所得系数进行熵编码,得到压缩码流。实验结果表明,在码率为0.25~2.0bit/ pixel范围内,平均信噪比(SNR)高于41dB,同时缩短了运 算时间,从而提升了多光谱图像压 缩算法的性能。
2015, 26(6):1206-1214.
摘要:针对目前运动模糊图像盲复原算法对图像边缘中 拐角结构复原不佳这一问题,提出了一种以各向异性总变分为图像和模糊核正则项的遥感图 像盲 复原方法。为便于进行数值计算,采用交叉算法和分裂布雷格曼迭代导出了本文提出的盲复 原方法的迭 代公式。实验结果表明,与基于同向异性总变分的盲复原方法以及基于小波框架的盲复原方 法相 比,本文方法不仅能估算出较精确的点扩散函数(PSF,point sp read function),有效地 去除图像的模糊效应,而且对图像边缘结构特别是拐角边缘结构的增强有着独特的优势。
2015, 26(6):1215-1221.
摘要:针对激光成像雷达距离像距离反常噪声的噪声抑 制问题,提出了一种改进环圈滤波(IDF)算法并进行了评价。首先,根据 激光雷达距离像噪声的构成,建立了一般化的距离像噪声仿真模型,模型中包含了地面、目 标和细小结构等成分,可模拟 距离反常、失落信息和内部噪声等噪声干扰;其次,提出了一种IDF噪声抑制算法的一般形 式,利用仿真模型对中 值滤波(MF)、IDF等噪声抑制算法进行了分析,对计算结果从整体、非异常 值和细小结构等多个方面, 评价了算法的噪声抑制能力和保护目标细节信息能力;最后,采用实测距离像对算法进行了 验证。研究结果表明,利用建立 的距离像噪声仿真模型,可以有效地评价不同噪声抑制算法的 能力;同时,利用IDF可 以根据目标特性选取校正系数,在满足算法对保护目标细节信息能力要求的前提下,提高噪 声抑制能力。
2015, 26(6):1222-1225.
摘要:采用自组装方法,在(APS)分子修饰后的玻璃衬底 表面,制备得 到Au纳米结构衬底。采取激光光谱学方法,研究所制备衬底对沉积其表面的Rhodamine 6G(R h6G) 分子的荧光辐射增强效应。实验发现,利用自组装方法制备的Au纳米结构衬底具有较强的荧 光增 强特性。理论分析表明,制备的Au纳米结构在外光场激发下,所形成的强局部电磁场分布 能够有效提升探针分子的电子跃迁速率,从而实现增强荧光效应。
王公堂 , 谷文静 , 孙倩 , 虞刚 , 孙腾 , 李登旺
2015, 26(6):1226-1232.
摘要:为了准确地获取放疗摆位信息,并减低临床患者 所接收的辐射剂量,提出了一种基于非局部均值(NLM)的锥形束计算层析(CBCT)投影数据去 噪算法。首先,计算在不同投射角度下获取的CBCT投影数据的噪声标准差、边缘信息和纹理 子块的平均梯度值的均值,确 定与该角度投影数据相适应的滤波强度值;然后,采用改进的NLM算法对投影数 据进行去噪处理;最后,经过三维重 建获得较高质量的CBCT图像。还对基于子块分割的噪声估计算法进行了改进,使其更适 用于CBCT投影数据的噪声估 计。实验结果表明,本文算法能够有效估计投影数据的噪声水平,去噪效果优于其它几种算 法,在去除噪声的同时,还能很 好地保留图像的细节信息,并可增强图像的对比度,有利于准确获取摆位信息和医生的临 床诊断。