2020, 31(9):891-896.
摘要:针对水下拍摄的图片存在颜色失真、细节和边缘模 糊等特点,提出了一种基于颜色衰减先验的水下图像增强算法。首先在计算暗通道函数时,用最小值滤波去噪。然后,对图片进行显著图处理,利用颜色先验法则完成深度估计。此滤波方法不仅能降噪,还可以防止颜色失真。最后,基于模型简化获得复原的图片,将其进行伽马变换进行校正,实现柔性去雾。实验结果表明,本文算法与几种典型的水下图像去雾算法相比,能够较好提高图像的清晰度和对比度,同时获得较好的图像颜色。
2020, 31(9):897-901.
摘要:CuI/CuPc被采用作为有机电致蓝光CBP:BCzVBi器件 的双空穴注入层。采用双空穴注入层后使得CBP:BCzVBi蓝光器件的启亮电压降低至 3.4 V,较采用CuPc单空穴注入层的CBP:BCzVBi蓝光器件低0.4 V。在驱动电流20 mA/cm2的情况下,与单空穴注入层器件 相比,采用该双空穴注入层结构使得器件电流效率提升约19%,亮度 增加约17%,驱动电压降低0.9 V。采用Fowler -Nordheim (F-N)隧穿注入理论对器件空穴注入电流的影响因素进行了分析,发现双空穴 注入层形成的能级台阶可以有效地改善发光器件的空穴注入效率,进而起到改善器件发光电 流效率和降低驱动电压的目的。
2020, 31(9):902-908.
摘要:为了节省光纤资源和满足5G大带宽的需求,提出 了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)技术的W波段OFDM-Ro F无线接入与DPSK-WDM-PON有线接入混 合的全双工系统,其中,W波段(75-110 GHz)与V波段相比,具有 可用带宽大,方向性更精 确和大气衰减小的特点。在该系统中,采用光载波抑制双边带(OCS)调制技术抑制光载波 生成80 GHz的毫米波信号;并使用反射式半导体放大器(RSOA)对下 行光载波进行重利用, 进而完成对上行信号的传输。为了验证该系统的性能,在光仿真软件上搭建了RoF-WDM-PO N系统并进行了仿真分析,系统分别经光纤传输0km、10 km和20 km后的结果表明,系统性能良 好,不仅成功实现了80 GHz OFDM无线信号和DPSK有线信号的同时传 输,还实现了双向通信。
2020, 31(9):909-914.
摘要:提出一种利用计时器芯片和脉冲占空比调制的光 电式电压传感器,用于测量直流高电压。利用计时 器芯片ICM7555,可以将被测直流高电压转换为脉冲占空比调制信号, 并驱动发光二极管(LED)产生脉冲光 传感信号;利用单根多模塑料光纤将光传感信号传输到光电探测器及信号处理电路,即可获 得光电传感信 号,通过测量其脉冲占空比,即可解调出被测高电压。分别采用输出脉冲频率和脉冲占空比 作为电压传感 信号,实验测量了10 kV直流高电压,并比较分析了测量结果的相对 误差。结果表明,采用输出脉冲占空 比作为电压传感信号时,传感器的相对误差更小,此时测量结果的引用误差低于0. 6%。
2020, 31(9):915-920.
摘要:在光缆随路状态监测过程中,为避免因光信号波 长分离难度大而影响状态监测的准确 性,本研究在现场监测站采集光信号的基础上,利用光波分复用过程实现对不同波长光信号 的分离处理。根据分离结果,通过OTDR测试获得监测点到光缆故障点之间的距离,再结合小 波变换过程确定最大故障衰减信息。基于此,利用BP算法实现对超长距离光缆随路中存在的 故障点的定位,实现对光缆随路状态的监测。实验结果表明:该方法的监测过程耗时始终保 持在4min之内,且故障定位准确度在80%左右,证明该方法监测过程 耗时短、效率高,且对故障点的定位准确度较高,大大提升了状态监测结果的准确性。
2020, 31(9):921-927.
摘要:在基于平行平板双光路横向剪切干涉仪中,如果 两个方向的平行平板之间存在角度误差,将会使得 两个方向的剪切干涉图的剪切方向不正交,最终影响波前测量的准确度。本文通过仿真实验 研究了两个方 向平行平板之间不同大小的角度误差对波前重建精度的影响,分析了不同条件下Zernike多 项式系数拟合 精度、重建波前均方根(RMS)及均方根误差(RMSE)与角度误差之间的关系以 及角度误差一定时,重建波前 RMS及RMSE与剪切量之间的关系。研究结果表明,为了提高波前重建精度,要尽量降低两 个平行平板之 间的角度误差,使用更多项Zernike多项式来拟合波前,并且保证剪切量与波 面尺寸比值大于10%。本文的 结论对于平行平板横向剪切干涉仪的装调将会起到一定的指导作用。
2020, 31(9):928-938.
摘要:现阶段我国主要靠人工对垃圾进行分拣,存在安全 系数低、效率低下等问题。传统目标检测方法针 对种类繁多,形态各异的垃圾目标不易设计特征,鲁棒性较差,为实现自然环境下垃圾的快 速精准识别, 本文提出一种基于深度学习的轻量级垃圾分类检测方法。该方法通过引入CIOU边框回归损 失函数来提高 回归框准确率;针对低功耗移动设备终端的部署,提出一种以YOLOv3目标检测算法为基础 ,结合 MobileNetV3的特征提取网络,对算法进行轻量化;在YOLO层加入GRU结构,利用多门控 循环神经网 络结构对YOLO层中不同大小的特征图建立记忆链接,对深层语义特征的向前融合过程进行 过滤和筛选, 使得特征融合效果更佳;使用迁移学习预训练的方式来提高模型的特征提取能力和泛化能力 。文本采用自 制的Garbage数据集对改进后的网络进行训练和测试,结果表明,本文提出的算法识别效果 显著,平均准 确率为90.50%,高于原YOLOv3网络的平均准确率86.30%,检测速度达到18帧/秒,满足实时检测的 需求。实验表明,改进后的网络模型能在保证检测准确率和速度的同时,有效降低模型参数 量,具有一定应用价值。
2020, 31(9):939-946.
摘要:为了提高图像的加密效率,提出了一种基于三步 相移数字全息和混沌随机相位编码的 双图像加密方法。两幅图像分别作为振幅部分和相位部分被编码为一幅复数图像,该复数图 像被置于物光路中不同位置处的两块混沌随机相位板编码后与参考光进行干涉,从而将两幅 图像的信息隐藏于三幅全息图中。在该方法中,混沌系统的初值和控制参数取代随机相位板 做密钥,使密钥的管理和传输更为便捷。此外,衍射距离和入射波长也可作为解密过程中的 密钥,使该方法的安全性得以进一步提高。计算机模拟结果表明,任何一个密钥错误时,都 不能解密得到原图像的任何有效信息。此外,该方法对噪声攻击和剪切攻击具有较强的鲁棒 性。
2020, 31(9):947-954.
摘要:行人重识别(Person re-identification,PReI D)通常会受到背景杂物或外界遮挡等影响,因此,很难快速而又准确度区分不相 交相机视图之间的不同行人。本文提出一种可扩展的深度特征学习体系结构的混合方案,将 行人重识别视为学习距离度量问题,应 用对称正则化来帮助相对距离训练深度神经网络。首先,结合最新发展的卷积神经网络(Con volutional Neural Networks,CNN),采 用其主要框架三元组模型(Triple model)提取鲁棒表示,旨在解决单一图像提取描述符的 不足。其次,将三元组损失和中心损失相联 合,结合梯度下降算法更新并优化网络权重及参数,克服样本不平衡性。此外,引入对称正 则项修正优化由相对距离度量推导出来 的非对称梯度反向传播,实现在三元组单元中最小化类内距离同时最大化类间距离,从而克 服行人重识别中的“角度偏差”问题。 结果证明,在相同的环境中,在空间不相交的相机上进行行人重识别的匹配效果得到明显提 高。
2020, 31(9):955-964.
摘要:OTDR分布式光纤传感系统在 安全监测领域应用 广泛,其关键的任务是振动事件的 类型识别。传统的模式识别方法的识别率和鲁棒性都不够理想,而基于深度学习的方法能自 发从数据提取特征并完成分类,准确率和适应性都更好。相比二维卷积神经网络(2D-CNN) , 一维卷积神经网络(1D-CNN)的网络大小和训练速度均更有优势,本文以LeNet-5为基准 网 络,实现了基于1D-CNN的Φ-OTDR地埋光纤检测振动事件分类,并通过 实验法对比分析了 不 同结构超参数对识别效果的影响,选取最优参数构建LeNet-1D-V网络。实验结果显示,本 文 构建的LeNet-1D-V在5种类别的地埋光纤振动事件分类中,将分类准确率从92.3%提升至94.6%,为多事件类型的地埋光纤事件分类研究 提供了参考依据。
2020, 31(9):965-972.
摘要:本文应用时域有限差分法研究了二维二氧化钛光 子晶体波导的禁带范围和太赫兹波的 传输特性,分别设计了带隙宽度为0.226 THz 、0.2728 THz和0.316 THz的直线型、直角型和T 型二氧化钛光子晶体波导结构。研究发现,相比传统波导,本文设计的二维二氧化钛光子晶 体波导不仅在直线路径中有较高的太赫兹波传输效率,而且在转角的路径中也有很高的太赫 兹波传输效率。此研究结果为太赫兹器件的设计和制作提供重要理论依据,为高速宽带无线 通信系统的发展提供重要理论借鉴。
2020, 31(9):973-979.
摘要:利用光抽运-太赫兹探测技术,研究了ZnSe纳米 薄膜的载流子弛豫过程和太赫兹波段 电导率的时间演化过程。通过监测THz探测脉冲的变化,系统地研究了ZnSe纳米晶在光激发 载流子诱导下的瞬态光电导特性,并用Drude-Smith模型对瞬态电导率进行了拟合。在400 nm 的激光脉冲激励下,太赫兹脉冲的负透过率呈现出超快的上升和双指数衰减现象。时间常数 为5ps的快速衰减过程主要由ZnSe纳米晶界面缺陷处的光载流子后向散射控制,而时间常数 大于1ns的慢衰减过程主要是由载流子从导带到价带的复合引起的。瞬态电导率随时间的演 化表明,ZnSe纳米材料是制备超快THz开关的很好的备选材料。
2020, 31(9):980-986.
摘要:为了比较两种贵金属(Au和Pt)在改善TiO2纳米 管(TNT)阵列薄膜光电性能时的不同 贡献,实验采用后期掺杂法和前期掺杂法分别制备了Au或Pt纳米粒子修饰的TNT阵列薄膜, 分别命名为TNT-Au和TNT-Pt、Au/TNT和Pt/TNT。通过测试样品的P-V特性曲线和光催化降解 行为,发现无论采用哪种方法,贵金属掺杂的TNT阵列薄膜的光电性能都得到了改善。相对 于纯TNT阵列薄膜,TNT-Pt薄膜的光电转换效率最高,约是35倍;TN T-Au薄膜的光催化活性 最高,约是2倍。而且还发现,对于光电转换效率,TNT-Pt薄膜约是TNT-Au薄膜的10倍,Pt /TNT薄膜约是Au/TNT薄膜的2.9倍;对于光催化降解率,TNT-Au薄膜 约是TNT-Pt薄膜的1.5倍 ,Au/TNT薄膜约是Pt/TNT薄膜的1.2倍。因此可以总结,Pt纳米粒子 比Au纳米粒子更有利于 提高TNT阵列薄膜的光电转换效率,而Au纳米粒子比Pt纳米粒子更有利于改善TNT阵列薄膜的 光催化活性。
2020, 31(9):987-993.
摘要:本文采用两步Ag/Cu双原子金属辅助化学腐蚀(M ACE)法,在25℃和50℃单晶硅表面制备纳米陷 光结构。实验探讨了刻蚀时间和Ag/Cu原子的摩尔比对制备的黑硅表面结构形貌和反射率的 影响,实验得 到Ag/Cu双原子MACE法制备的的黑硅比Ag单原子和Cu单原子MACE法制备的黑硅具有更好的表 面抗反 射。这是由于Ag/Cu双原子的协同催化腐蚀,使得黑硅表面具有较为均匀分布的横向和竖向 共存的复合孔 洞结构。研究结果表明,纵横交错的复合孔洞结构具有良好的陷光效果,当Ag/Cu原子摩尔 比为1∶5,腐蚀 时间为10 min时,黑硅表面的反射率达到最低,为4%以下。而对于重 掺硅衬底,Ag/C u双原子辅助腐蚀得到的黑硅表面孔洞为均匀规整的倒金字塔结构,其反射率达到2%以下。
2020, 31(9):994-1000.
摘要:六自由度(Six Degree of Freedom,6DoF)视频系 统允许用户从全方位、以任意视角身 临其境地体验场景,是沉浸式视频技术的发展方向。根据6DoF视频系统中用户观看位置的变 化,对多视点彩色与深度视频的码率分配是高质量场景生成的关键。本文从虚拟视点的失真 出发,提出一种基于虚拟视点质量预测 (Quality prediction model of virtual view,QP MVV)模型的视点级码率分配方法。首先理论分析了彩色和深度视频编码失真和虚拟视点失 真的关系,然后通过实验统计分析了虚拟视点质量与彩色和深度视频编码量化参数的关系, 建立了多视点彩色和深度视频的QPMVV模型,最后推导出多视点彩色和深度视频的相关视点 的码率分配比例。实验表明,与平均分配的方法相比,本文码率分配方法能显著提升虚拟视 点的主观和客观质量。虚拟视点越偏离中心位置,质量改善越明显。