2016, 27(2):127-131.
摘要:为了获得高效的整流器件和微型短波长的发光器 件,采用原子层沉积(ALD)法和水浴法合成了具有 ZnO-CuO的结构器件。对制备的样品进行了光学和电学特性的检测,获得了22.79的整流比和17.69的理想 因子,且门限电压和整流比等特性随CuO厚度增加而减小。在光致发光(PL)特性上,具有 显著的由ZnO带电激发的385nm紫外光波峰,同时伴有由深能级散射 激发的572nm的可见光波峰,且随着CuO厚度的增加紫外光波峰减小 ,可见光峰变大。实验结果表明,本文制备的器件可以应用在纳米型二极管、光电探测器以 及微型光源等领域。
和丽娟 , 薛莉 , 翟东升 , 李祝莲 , 李语强 , 伏红林
2016, 27(2):132-138.
摘要:将4×4多像素光子计数器(MPPC)阵列作为回波 探测器,利用云南天文台升级后的1.2m望远 镜分光路卫星激光测距(SLR)系统,开展了地面漫反射靶和AJISAI卫星的SLR试验。地面靶目 标是60cm的 Al塑板,光程约为45m,用示波器采集单通道输出信号与16通道合并 输出信号,合并输出信号幅值明 显高于单通道输出信号,表明不止一个通道有响应;用事件计时器记录主波、回波时刻并进 行距离解算, 其RMS约为21.7cm,与激光脉冲宽度、漫 反射目标的形状效应引起的测距误差相当。实验结果表明,阵列型探测器较单 元型有一定优势,实验中采用的MPPC阵列探测器进行性能升级后可用于SLR。
2016, 27(2):139-144.
摘要:通过对有源区、波导层、限制层和隧道结的分析 ,设计了激射波长为905nm的隧道带间级联非耦合双有源区半导体激 光器。采用金属有机物化学汽相淀积(MOCVD)系统外延法生长了器件,并经过光刻、 腐蚀、解理和焊装等工艺,制备了激射波长为905nm的隧道带间级联 非耦合双有源区半导体激光器。腔面 未镀膜时,在1.2A的脉冲注入电流下,器件的峰值波长为904.4nm,垂直远场为单峰,发 散角为25.8°,表明两个有源区的光场未发生耦合,斜率效率为1.12W/A,为相同结构单有源区器件的1.9倍。
胡淼 , 张瑜 , 巩续仁 , 蔡炬 , 周凯 , 李齐良 , 周雪芳 , 魏一振 , 卢旸 , 孙骁
2016, 27(2):145-149.
摘要:根据微片激光器工作温度、增益介质发射谱和谐 振波长三者的关系,研究了双频Nd:YVO4微腔激光 器的功率均衡机制。在实验中,通过温控调节双频激光波长和发射谱的相对漂移,实现了双 频激光的相对 功率可调。实验结果表明,当激光器温度在2.5~22.5℃范围增加时 ,双频激光的右峰/左峰相对功率比从 6.471变化到0.028;当温控在9. 1℃时,双频 激光的相对功率比约为1.00∶1.00,实现了功率均衡;当温控在 7.5℃时,双频激光的相对功率比为1.89∶1.00,此时双频激光的功率乘积最大,可实现最高拍频效率。
2016, 27(2):150-155.
摘要:采用高温固相反应法制备了Zn3Ga3.99Ge xO9+2x:1%Cr3+(x=1,2,3,4,5)新型近红外长余辉荧光粉, 利用X射线衍射(XRD)和荧光(PL)光谱分别对其晶体结构、PL性质和余辉性能进行了分析。结 果表明,Zn3Ga3.99Cr0.01GexO9+2x实际上是Cr3+和Ge4+共同取代了ZnGa2O4尖晶石 结构中的部分Ga3+而形成的固溶体; 样品可以被近紫外光和蓝绿光有效地激发,发射出640nm波长范围的红光和近红外光,峰值位于695nm波长 附近,属于Cr3+的特征发射,对应于2E→4A2的跃迁;余辉持续时间均超过300h。进一步分析了烧结温度对Zn3Ga 3.99GexO9+2x:1%Cr3+(x =1,2,3,4,5)材料的发光和余辉性能影响,得到Zn3Ga3.99Cr0.01Ge1O11 的最佳烧结温度是1200℃,且随温度的升高, 样品的发光和余辉性能均得到提高。
2016, 27(2):156-161.
摘要:提出了一种基于线激光、工业相机 、步进电机和 计算机的结构光的单目视觉三维扫描测量系统,阐述了其工作原理,建立几何数学模型,搭 建了系统试验平台,并基于灰度平方加权重心法提取光条中心。实验结果表明, 系统测量误差小于±0.03mm,光条中心提取精度达到亚像素级,满 足工业测量应用需求。
2016, 27(2):162-170.
摘要:为减少空间目标模拟器负载台运动轨迹平面度 的测量误差,提高平面度的测量精度,以空间目标模拟器作为研究对象,通过物理建模和数 值计算定量地 分析了误差源,提出根据测试点坐标残差构建权值,采用加权最小二乘法拟合最佳平面,以 点面距离和二 面角作为评价指标进行平面度评定的新方法。在以激光跟踪仪为工具的非接触测量实验中, 依此方法对模 拟器负载台平面度进行校准,平面度精度达到0.4mm,二面角相比非 加权方法降低1个数量级。实验结果 表明在3m×2m的空间范围内,本文的校准和数据处理方法能够保证平面度的测量精度。
陈添兵 , 黄林 , 姚明印 , 周华茂 , 胡慧琴 , 王彩虹 , 杨晖 , 刘木华
2016, 27(2):171-176.
摘要:利用Nd:YAG纳秒脉冲激光器输出的1064nm波长强光束击打在大米样品表面,用2.45GHz型磁控管同轴输出微 波装置对激光诱导产生的等离子体进行微波加热,结合激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对大 米中元素进行了初步检 测研究。根据美国国家标准与技术研究院原子发射光谱数据库(NIST),对大米中C、Mg、 Ca、Si、Cd等元素在210~480nm波段内的特征谱线进行了标识和归 属,通过对比传统L IBS和微波辅助LIBS(MA-LIBS)产生的等离子体信号光谱,发现MA-LIBS光谱强度增强效果 明显,其最佳增强效果可达21倍多。这些结 果对增强激光诱导等离子体的发光强度具有参考价值,也为提高LIBS技 术探测灵敏度提供了一种全新的研究方法。
2016, 27(2):177-181.
摘要:针对高光谱图像复杂背景导致异常检测效果下降 的问题,提出了一种新的异常检 测方法。首先使用小波分解将原始高光谱图像分解成高频信息图像和低频信息图像,使用主 成分分析(PCA)方法抑制高光谱原始图像的背景信息;然后将背景抑制后图像和高频信息图 像融合,得到处理后图像;最后使用Kerner-Reed-Xiaoli(KRX)算法进行异常检测,并 仿真证明了本文方法在提高异常检测效果和效率方面的有效性。
2016, 27(2):182-190.
摘要:将运动对象从视频中删除是视频篡改的一种常见 形式,针对删除视频运动对象这一篡改操作, 提出了基于视频修复痕迹的检测方法。运动对象删除后需采用数字视频修复技术填补由于移 除操作产生的 黑洞,使得篡改后的视频遗留有修复痕迹;通过深入分析篡改视频中遗留的修复痕迹,对篡 改后未压缩视 频采用对称帧差法检测运动对象删除区域;对压缩后的篡改视频从运动光流场的角度,由视 频帧光流方向 的不一致性进行检测。实验结果表明,本文方法不依赖于原始视频,计算复杂度低,能够有 效检测运动对象删除操作,并在空时域上对篡改区域进行定位。
2016, 27(2):191-197.
摘要:提出了一种基于窗口傅里叶脊的离面与面内位移分 离方法,应用于数字全息的多分量干涉相位场 分离。首先,物光束对称照射待测物体, 参考光束直接照射CCD靶面,由CCD相机记录物体变形前后的两幅离轴数字全息图;然后,采 用菲涅尔衍射积分法再现物体变形前后的复物光场,再由两幅复物光场共轭相 乘构建干涉场,利用幅度区分准则和窗口傅里叶变换处理复干涉场,通过窗口傅里叶脊值的 搜索,提取不 同灵敏度矢量物光对应的干涉相位分量;再对干涉相位场进行简单数值运算,将面内与离面 位移场分离出 来。最后,对周边固定、点加载、绕轴向旋转的Al制圆盘三维位移场进行实际测量。实验结 果验证了本文方法的有效性。
2016, 27(2):198-202.
摘要:在研究傅里叶全息技术基础上,提出了一种结合离 散小波变换和离散波变换(DWT-DCT)变换的彩色图像数字水印算法,使得水印 拥有强鲁棒性和不可见性。首先,对水印信息进行傅里叶变换,并生成全息水印图; 其次,将载体图 像在RGB空间内的蓝色B分量进行小波分解,对其低频部分进行DCT;最后, 将水印全息图嵌入其高频系数 中。实验结果发现,以k=0.05的强度嵌入水印后,含水印图像的峰值 信噪比(PSNR)达到47,能有效抵抗 信号处理和裁切攻击,同时提取出的水印和原始水印的相似性(NC值)能保持在0. 75以上,说明本文水印 算法有较强的鲁棒性和不可见性。本文算法能够抵抗裁切、滤波、噪声和JPEG压缩攻击,可 用于数字图像版权保护方面。
2016, 27(2):203-209.
摘要:针对实际视觉跟踪中目标表观与前背景的非线性 变化,提出一种基于偏最小二乘(PLS)表示与 分类联合优化的目标跟踪方法,将目标跟踪转化为表示误差与分类损失的联合优化问 题。首先,为了提高算法对前背景表观变化的稳定性,利用 PLS理论的非线性对目标区域的前背景信息进行表达,并通 过空间聚类构造多个线性外观模型描述目标区域的动态变化,建立带约束条件的表观特征 库;然后,提 出一种确定性搜索机制,构造联合优化目标函数,使表示误差与分类损失最小化;结合表观 建模特点,构 建随机梯度分类器(SGC),对模型进行增量特征更新, 最终实现对目标的稳定准确跟踪。 经 多场景对比实验验证, 本文算法能有效应对目标前背景的多种复杂 变化。
2016, 27(2):210-216.
摘要:针对局部二值模式(LBP)特征在低分辨率的人脸图 像上识别率较低的问题,提出了一种基于分块中心对称局部二值模式(CS-LBP,center symmetric local binary pattern)和加权主成分分析(PCA)算法的低分辨率人脸识别算法。 首先利用分块CS-LBP算子提取低分辨率人脸图像的特征;然后利用加权PCA算子对特 征进行降维, 从而得到更强的分类特征;最后利用最近邻分类器选出人脸最优分类类别并计算识别率。在 ORL人脸库上的实验表明,在人脸图像分辨率下降到(12×10)时,本 文算法的识别率仍能达 到85.00%,基本满足了实际运用中对识别率的要求,并且降低了运算 时间。
2016, 27(2):217-223.
摘要:根据气液泡状流三维特征参数高精度测量需求,针对高速摄影法采集气液两相流图像带来的 噪声特性,提出双阈值小波去噪方法实 现气液两相流多气泡图像去噪。基 于硬阈值与软阈值的理论模型,采取双阈值小波去噪的有效方法,达到分离目标区域,保持 良好边缘特性并获得良好去噪效果 的目的,克服了传统的小波硬阈值过度“扼杀”图像信息的缺陷,优化了软阈值边缘 特性的不足,同时解决了半软阈值算法 复杂较难实现的根本问题。实验结果表明,本文方法原图像去噪后信噪比(S NR)可提高11%,熵值提高5.3%,均方根误差(RMSE) 降低了6.9%,能有效地消除图像背景噪声,在不失真的 情况下获取较为平滑的气泡图像,并保持气泡边缘特性,提高了后续流动特征的提取精度。
蒋应锋 , 张桦 , 薛彦兵 , 周冕 , 徐光平 , 高赞
2016, 27(2):224-230.
摘要:如何在深度学习中融合 图像的多尺度信息,是基于深度学习的视觉算法需要解决的一个关键问题。本文提出一种基 于多尺度交替 迭代训练的深度学习方法,并应用于图像的语义理解。算法采用卷积神经网络(CNN)从原始 图像中提取稠密性特征 来编码以每个像素为中心的矩形区域,将多个尺度图像交替迭代训练,能够捕获不同尺度下 的纹理、颜色和 边缘等重要信息。在深度学习提取特征分类结果的基础上,提出了一种结合超像素分割的方 法,统计超像 素块的主导类别,来校正分类错误的像素类别,同时描绘出目标区域边界轮廓,完成最终的 语义理解。在Stanford Background Dataset 8类数据集上验证了本文方法的有效性,准确 率达到77.4%。
2016, 27(2):231-238.
摘要:针对数字图像中对象检测问题,提出一种基于感知 哈希和搜索策略的通用 对象检测算法,提取图像中有可能包含对象的子区域并以矩形的形式输出。算法首先对输 入图像进行分割,并计算该图像的显著度信息;其次根据图像每个子区域显著度信息,自适 应 地确定搜索策略的起始子区域;最终利用选择性搜索策略,实现图像中通用对象检测。利用 选择性搜索策略检测通用对象时,引入感知哈希算法实现相邻子区域的相似度计算, 在保证准确度的基础上简化算法复杂度。实验结果显示,本文算法具有良好的图像对象检测 准确度。