2018, 29(8):805-810.
摘要:设计了一种由基于马赫-曾德尔干涉结构的石墨 烯-硅混合集成光开关级联而成的电光 半加器。通过施加电压调节石墨烯化学势,改变石墨烯在平面方向上的介电常数,引起模式 有效折射 率发生变化,控制光波在基于马赫-曾德尔干涉结构的石墨烯-硅混合集成光开关不同端口 输出,实现 半加器逻辑功能。仿真结果表明:当石墨烯化学势在0.50eV与0.64eV两种状态切换下,在1520nm到1600nm波长范围内,基于马赫-曾 德尔干涉结构的石墨烯-硅混合集 成光开关的最差串扰为-21.57 dB, 插入损耗小于0.109 dB。当数据传输速率为10Gbit/s时,基于石墨 烯-硅混合集成光波 导的电光半加器在1550nm工作波长下,器件的 消光比大于41.05dB。
2018, 29(8):811-816.
摘要:将微型硅压阻式土压力传感器、孔隙水压力传感器及增敏微 型光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)应变传感器应用于静压桩贯入模型试验中,很好地测试了静 压桩贯入过程桩端 阻力、桩身轴力、桩土界面土压力和孔隙水压力。初步试验表明,微型硅压阻式土压力传感 器、孔隙水压 力传感器及增敏微型FBG应变传感器应用在静压模型桩贯入过程中,实现了贯入过程的桩端 阻力、桩身轴 力、桩土界面土压力和孔隙水压力的实时监测;桩身轴力和桩土界面有效侧向压力均随贯入 深度的增加而 增加,但同一深度处侧向压力逐渐减小。为静压桩贯入测试方法提供了参考依据,对进一步 研发室内试验微型传感器具有参考价值。
李志伟 , 蔡晓东 , 厉力波 , 王建明 , 单鸿涛 , 魏云冰
2018, 29(8):817-820.
摘要:通过实验的方法对掺Yb3+双包层光子晶体光 纤激光器的功率和温度特性进行了研究。利用长 度为8m的双包层光子晶体光纤(PCF),在双端泵浦源光功率为260 W时,获得213.4W的高功率单模连 续输出,光-光转换效率为82.1%;同时,由于激光器采用低吸收系 数光纤泵浦,光纤温度未出现明显的非 线性现象,且在最高输出功率时,光纤表面最高温度仅为32℃。该 报道进一步验证了低吸收率的双包层 光子晶体光纤的优良特性,若进一步优化耦合系统及增大泵浦激光器的泵浦功率,该光纤有 望获得更好的性能。
2018, 29(8):821-826.
摘要:使用铜圆柱圆锥形黑体辐射源空腔 ,F500型高精 密温度测温仪和TRTⅡ辐射温度计,搭建冰点槽黑体辐射源及性能测试系统,完成冰点黑体 辐射源空腔温度 的均匀性和稳定性实验。实验验证了冰点条件下黑体辐射源空腔用于红外辐射温度计校准, 利用冰点开展 量值传递的可行性。实验测得冰点槽黑体辐射源空腔温场环境稳定性在0.001min, 均匀性不超过 0.001℃,黑体辐射源空腔腔底稳定性为0.03min,均匀性优于0.024℃,验证了 在给定的气压条件下, 可利用基于冰点作为冰点槽黑体辐射源固定点,其性能良好,可用于红外辐射温度计在冰点 的稳定性测试和校准。
张文磊 , 卢瑾 , 任宏亮 , 滕泽滨 , 郭淑琴 , 覃亚丽 , 胡卫生
2018, 29(8):827-836.
摘要:为有效缓解D-RoF系统高数字比特速率的不利影响,本文研究了偏振复用的D-RoF系 统,能有效 提高系统单波长的传输容量。分别在传统Stokes矢量检测和简化Stokes矢量检测下,采用一 路偏振态向量 追踪(OTV)与两路偏振态向量追踪(TTV)的DSP算法能够有效实现偏振解复用。仿真结果表明 ,两路偏振 态向量追踪方法能有效降低正交偏振复用D-RoF系统的功率预算,达到系统最终误码率时, TTV算法需要 的光功率要比OTV算法需要的光功率少2dBm。同时,可用TTV方法实现两路信号最小偏振复 用度为76° 的非正交偏振解复用,丰富了偏振复用的维度。该偏振复用D-RoF系统对其在未来5G无线传 输和有线数字电视传输具有重要意义。
2018, 29(8):837-843.
摘要:提出了一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术。 采用5倍显微物镜,将正弦条纹通过投影仪从显 微镜目镜瞳口处耦合投射到载物台上,按照一个合适的步长移动Z轴,用CCD采集一系列不同 离焦量下 的条纹图像,用variance清晰度评价函数计算清晰度与离焦量之间的归一化曲线图,由此建 立清晰度与高 度的查找表;然后,放入待测浮雕物体,用CCD采集对应的条纹图像,采用图像分割分解不 同浮雕高度的 区域,再计算各区域内条纹的清晰度,根据查找表查找相应的高度,从而得到待测浮雕物体 不同区域的高 度信息,以此来重构浮雕物体的三维形貌。实验仿真分析证明了该方法的可行性,硬币上数 字为“0”的浮雕 物体表面三维形貌重建结果证明了该方法的有效性,其误差范围在[-2μm,2μm]之间 。
2018, 29(8):844-851.
摘要:研究了一种 基于条纹投影 的双目三维成像方法,实现对表面有大梯度或非连续等复杂形貌物体的测量。计算机软件产 生的正弦条纹 经DLP投影仪投射到被测物体表面,左右两个CCD相机同时拍摄经被测物体表面调制的变形条 纹图。通过 四步相移和最佳条纹选择方法分别计算得到折叠相位图和展开相位图。建立绝对相位与深度 之间的关系, 得到两组不同坐标系下的三维点云数据。提出一种改进的最近点迭代(ICP)算法,在每一次 迭代过程中剔除 不可见点和噪声点,将两组点云数据转换到同一坐标系中。三维形貌测量实验证明了所研制 成像系统的可 行性和准确性。视场范围内的最大测量误差为0.072mm。
2018, 29(8):852-857.
摘要:研究了基于脉冲编码调制的布 里渊光时域分析 (BOTDA)系统工作原理,首先向传感光纤内输入经过脉冲编码调制之后的光脉冲序列,然后 在接收端用数据 处理程序恢复出系统的单脉冲响应,从而提高BOTDA系统的信噪比、温度和应变分辨率。为 了提高BOTDA 系统的信噪比,提出了一种将CCPONS编码与Walsh编码结合的新型编码,分析了其应用于BOT DA系统的 编解码原理,推导了分别引入CCPONS编码、Walsh编码和组合编码的BOTDA系统信噪比增益, 并分析验 证了三种编码对系统信噪比的改善情况,结果证明组合编码对系统信噪比提升效果最好。
2018, 29(8):858-864.
摘要:为了训练出适应于视频压缩域的高质量背景模型,该文根据像素点在时域上的分布特征,提 出一种基于最小二阶导数的低复杂度视频背景建模算法。首先,根据函数 的二阶导数性质来判断其波动特性;然后,通过二次差分拟合像素点在时域上的二阶导数, 得到各个像素点的稳定 性;最后,根据设定阈值分离出各个位置的像素点在训练周期内最平稳的值,将其作为相应 位置的背景模型值。实 验结果显示,与AVS2相比,BD-rate节省了9.83%,BD- PSNR提升了 0.37 dB。与AVS2-S的背景建模算法相比, 本算法有效改善了前景污染问题,降低了算法复杂度。
2018, 29(8):865-875.
摘要:提出了面向多用户的高动态范围(HDR,high dynamic range) 视频动态范围可分级编码方法,并利用视觉掩蔽特性抑制了噪声,提高了动态范围可 分级编码的效率。首先,考虑HDR视频感知特性,提出了动态范围可分级模型(DRSM,dynamic range scalable model),将不同动态范围级的HDR视频分解成为一个标准动态范围(SDR,s tandard dynamic range) 视频和多个残差信号帧(RSFs,residual signal frames)序列。然后,结合亮度掩蔽效应和 人眼感知特性,对 RSFs进行量化和滤波处理,滤除残差中的零散数据点,保留RSFs相邻动态范围级之间的整体 差异信息, 提高RSFs的编码效率。最后,在解码端重建得到SDR视频和各个动态范围级的HDR视频,以适 应多用 户端MDR显示设备。结果表明,所提出方法能在保持重建HDR视频的主观感知质量的同时降低 编码码率, 并在全帧内预测编码模式下,相同HDR-VDP-2.2和PSNR分值时,BD-rate (Bjntegaard D elta rate)平均节省了32.03%和31.28%,其编 码率失真性能有明显提升。
2018, 29(8):884-892.
摘要:提出了一种基于应激反应过程的光纤预警分级 识别算法。该 算法受启发于人体受到外界刺激时机体分阶段调用组织系统和能量进行抵抗的机制,针对持 续振动的光纤 信号设计了分级识别算法。对于持续入侵事件引起的光纤振动信号,首先用高识别精度、高 时间消耗的算 法进行短时间的识别,以确定当前入侵事件类型;后续振动信号用低识别率、低时间消耗的 算法进行识别, 以监测是否新入侵事件产生。当发现新入侵事件后,需用高识别率的算法再次识别以查正。 实验结果表明,本算法能在一定识别精度下识别速度提升为原来的3.67倍,保证了保证了系统实时性监测的要求。
2018, 29(8):893-902.
摘要:为了评价立体虚拟视点图像的质量,提出了一种基 于三维感知的客观评价方法。综合考虑了立体虚拟视点图像两大最主要失真类型:单视点绘 制失真和立体视点不匹配失真。针对单视点绘制失真,先提取 当前视点失真图与无失真图的差异性区域,再针对该差异性区域计算平均结构相似度(MSSIM ),最后将左 右视点平均池化作为单目纹理特征值;针对立体视点不匹配失真,先对左右视点失真图分别 进行视差映射, 再提取映射图与该视点失真图的差异区域作为双目不匹配区域,然后针对不匹配区域计算MS SIM 值,最 后将左右视点平均池化作为双目竞争特征值;最终将两个特征值幂次融合,作为最终的立体 虚拟视点图像 质量评价客观指标。实验结果表明本方法有效匹配主观打分的DMOS值,皮尔森线性相关系数 和斯皮尔曼 秩相关系数分别为0.911和0.900,正确反映了 立体虚拟视点图像质量。
彭艳斌 , 邱薇薇 , 郑志军 , 李晓勇 , 潘志刚 , 金诚
2018, 29(8):903-908.
摘要:在高光谱图像分类中,丰富的数据提升了其地物 识别能力。然而,由于样本特 征数大且有标记训练样本点少,导致“维度灾难”问题。本文提出一种基于无监督特征选择 的高光谱图像分类方 法,该方法同时考虑数据的流形嵌入映射和稀疏表达,将特征选择问题转化为一个优 化问题,数据的流形嵌入和稀疏表达作为约束项加入目标函数。设计了三个目标函 数,第一个目标函数描述流形学习的局部性原则,第二个目标函数将原始样本点回归 到低维嵌入空间,第三个目标函数对回归系数进行正则化。针对目标函数非凸的问 题,用迭代的方法来解这个约束优化问题,给出了解该优化问题的算法。优选特征用 于参与后续的分类识别任务。在真实的高光谱数据集上的实验表明,新方法能够提高 分类的精度。
2018, 29(8):909-916.
摘要:为解决红外与可见光图像融合时易产生伪影且目 标受背景、光照等因素干扰损失目标信息的问题,提 出一种基于Dense SIFT的改进区域融合方法。首先,分别对红外与可见光图像进行Dense SI FT处理获取 对应的初始融合决策图;然后通过对红外光图像进行兴趣点提取、去游离处理等操作得到最 终待映射区域; 最后分别对红外与可见光图像目标区域和映射后背景区域采用不同融合规则进行融合获取最 终结果。经试 验验证,本文方法能够更加准确的提出目标区域,简单快速,并在第二、三组实验结果中将 信息熵提升0.6以上,具有有效性。
2018, 29(8):917-924.
摘要:鼻咽癌是一种高转移性的头颈部肿瘤,EB病毒编 码潜伏膜蛋白-1(LMP1)被认为与鼻咽癌的发展、侵 袭、转移关系密切,但是LMP1诱导鼻咽癌增殖、转移的机制尚不明确。本文对近年鼻咽癌增 殖、转移机制 方面的研究进展作简要介绍;荧光检测技术作为一种有效技术手段被广泛应用于生命科学, 对应用于鼻咽 癌增殖、转移机制研究中的荧光检测技术(免疫荧光、双分子荧光互补、荧光共振能量转移 )进行详细总 结,并分析了各自的优缺点。针对鼻咽癌增殖、转移与肿瘤细胞质膜关系密切的特点,展望 了利用全内反 射荧光显微镜(TIRF)结合荧光共振能量转移(FRET)技术获取鼻咽癌细胞质膜上LMP1蛋白高分 辨率成像,破解鼻咽癌增殖、转移机制的前景。