摘要:传统的复合目标源是微波信号源和红外信号源两 个独立模块的系统集成,存在成本高 昂和结构复杂的问题,为解决上述问题,本文提出了一种基于拍频调制技术的微波信号和红 外信号复合产生结构,通过任意波形发生器在光信号上加载不同的调制信息结合光外差法可 实现不同重频和脉宽的高频微波信号产生,利用激光信号和红外信号转换模块可实现激光信 号到红外信号的转换。与传统方法相比,本文在同一结构中实现了微波信号和红外信号的复 合产生,并以其中一种调制方式为例论述了带有调制信息的9.69 GHz 微波信号产生,温度可 达230 ℃的红外信号产生,且该系统主要采用光纤器件组成,具有结 构简单、成本低廉、抗干扰能力强等优点。

摘要:本文设计了一种石墨烯/交替光栅/铝(Al)底板 结构红外波段电磁超材料多波长吸收 器。利用时域有限差分法(FDTD)数值模拟了石墨烯层厚度和光栅结构参数对吸收光谱的影 响规律。研究结果证明,基于FP腔共振和相消干涉形成的吸收光谱对石墨烯层厚度和光栅 高度较敏感,即随着石墨烯层厚度增大或光栅高度降低,左边频迅速蓝移,伴随各干涉峰峰 位波长小幅右飘,吸收率大幅提升；而随着光栅周期缩小,左边频吸收峰呈现右移趋势,但 各干涉峰峰位几乎无变化。与此同时各干涉峰峰位波长具有随环境折射率增大线性红移的特 性,故而可用于折射率或液体、气体浓度的高灵敏度感测。

摘要:针对传统基于特征点图像匹配算法误匹配率高和 双目视觉系统测量精度低问题,提 出一种基于改进ORB 算法的双目视觉测距方法。首先采用引导滤波对图像进行预处理,然 后将FAST 检测得到的特征点作为中心,得到围绕该特征点的区域,将该区域进行分割, 分别求出左右区域的质心坐标,根据两质心坐标进行主方向的确定；再采用Sobel 算子计 算出像素点水平和垂直梯度,比较每个像素点对之间水平与垂直梯度中的较大值,把比较 结果串成一个二值位字符串的形式,从而形成描述符,采用汉明距离进行匹配；最后在测 量阶段用二维二次函数拟合的方法获得特征点的亚像素坐标,通过三角测量原理获得对应 特征点的空间三维坐标,从而得到被测物体的尺寸。实验结果表明,本文改进算法的匹配精度较 传统ORB算法提高35.25%,同时测量的最低相对误差达到0.428%,满足测量要求。

摘要:随着智能制造系统应用的不断广泛,工业机器人 的需求急剧增加,现有的机器人零 部件产线无法智能判断零件是否合格,导致机器人零部件的测试工序繁杂、合格率不高。针 对上述问题,该文提出一种基于融合特征的机器人手腕小齿识别方法,可以有效识别判断机 器人手腕小齿的轮廓和纹理合格与否。该方法先对机器人手腕小齿进行Zernike矩特征和HOG 特征提取,将高维特征降维后,再通过BP神经网络分类器对目标融合特征进行训练识别。实 验结果表明:基于融合特征的机器人手腕小齿识别特性优于传统单一特征,有更好的识别效 果和鲁棒性。

摘要:图像质量评价算法在评价彩色图像质量时,往往 会因损失色彩信息或者破坏彩色图像结构的整体性, 而使得评价结果与人眼观测结果不一致。由于图像越模糊其频谱的高频分量分布越不均匀, 基于四元数离 散余弦变换(QDCT)和贝叶斯谱熵,提出了一种无参考模糊彩色图像质量评价算法。首先,利 用四元数矩阵 对彩色图像进行表示并分解成不重叠的8×8 pixel的子矩阵。其次 ,对每一个子矩阵进行QDCT后得到子 矩阵的频谱。最后,通过贝叶斯谱熵衡量频谱中高频分量分布的均匀性,实现彩色图像质量 评价。所提算 法在数据库IVC、TID2013和CSIQ上的PLCC和SRCC值均达到了 0.920以上。实 验数据表明,本文算法的评价结果准确性好、性能稳定且与人的主观观测结果的一致性高。

摘要:图像边沿畸变校正中直线投影衍生边沿拟合度差,导致校正误差大,提出基于改进深度学习自编码的图像边沿畸变校正算法。采用自适应阈值小波去噪算法,对各级尺度参数实施自适应变换,完成噪声去除。根据图像去噪结果,使用费舍尔向量编码优化深度学习结果,提取图像的边沿畸变形态。并以边沿畸变形态提取结果为基础,获取校正目标优化函数,分析边沿断裂情况,实现直线投影衍生边沿拟合；通过确定图像边沿误差评价函数,判断图像边沿畸变校正方式,达到图像边沿畸变校正的目的。以含噪桶形畸变与枕形畸变图像为研究对象进行实验分析,结果表明,所提算法可有效校正图像的桶形畸变与枕形畸变,桶形、枕形图像边沿畸变校正后,图像中的边沿条数和原图一致均为5条,实现高精度、高效率的图像边沿畸变校正。

摘要:为避免因模糊核估计不准确而使得复原后的图像易造成欠去模糊或过度去模糊等问题,提出了一种基于多尺度编解码器网络去模糊模型。首先,在传统的编解码器网络中加入跳跃连接和多尺度循环连接,结合各层图像特征信息的同时使网络训练得更加稳定。其次,将提出的编解码器网络与改进的嵌套残差网络结合,采用由“粗”到“精”的方法进一步提取不同尺度的图像信息,以增强图像的纹理细节。最后,采用端到端的模式,将模糊图像直接进行盲去模糊操作,最终输出清晰图像。改进后的多尺度网络模型具有更少的参数,网络结构更加简单,不需要模糊核估计环节。在GoPro和Khler数据集上的实验结果表明,本文方法相较于传统的SFD方法,PSNR分别提升约6.61dB和2.13dB,相较于MRF CNN、Multi-scale CNN以及DeblurGAN等基于CNN的方法,PSNR分别最高提升约5.61dB和1.59dB,实验结果均优于另外4种方法,复原后的图像更接近真实图像,纹理细节更加清晰,是一种有效的运动图像去模糊方法。

摘要:为了降低土壤中基体效应对激光诱导击穿光谱技 术(Laser-induced breakdown spec troscopy,LIBS)定量分析的影响,采用了Cu、Al、Zn三种金属作为基体辅助LIBS检测土壤 中的重金属元素。以Cd I 288.08 nm为特征谱线进行定量分析,得到 了三种金属基体的原子 谱线图,计算出等离子体特征参数。相比于压片条件,在三种金属基体辅助条件下的谱线强 度均有明显的增强,定标曲线拟合系数R²都在0.97以 上,且相对标准偏差RSD低于7%。实验 结果表明采用金属基体辅助LIBS检测的方法,提高了LIBS在土壤重金属检测的灵敏度,这对 土壤中重金属元素的检测具有重要意义。

摘要:本文主要研究葡萄糖、葡萄糖氧化酶(GOD)以及 两者的混合溶液的法拉第磁致旋光效 应,为基于法拉第旋光效应的葡萄糖传感器提供了理论依据,研究介质的旋光特性,可以更 好地提升光电传感器的性能,更广泛地应用光电传感器。在法拉第磁致旋光效应中,当介质 处于磁场中时,平面偏振光透过该介质时,偏振面会旋转一个角度。将不同浓度的溶液置于 磁场中,使用532 nm的激光器,激光通过起偏器光变成了平面偏振光 ,使平面偏振光透过溶 液和检偏器,记录通过检偏器的光强并根据马吕斯定律计算旋光角。实验发现,随着磁感应 强度的增加,旋光角与磁感应强度呈线性增加关系；随着溶液浓度的增加,溶液的旋光角也 随之增加,磁场对低浓度溶液的旋光角影响更大。可以建立线性关系表示浓度和旋光角的关 系。

摘要:针对半导体DFB激光器、铌酸锂MZ调制器采用分 立封装形式且整体尺寸较大的问题,采 用半导体MZ调制器和DFB激光器两类芯片并进行混合集成封装有望显著减小模块的整体尺寸 。论文根据芯片和模块尺寸要求提出了一个整体布局结构,并选用双透镜加隔离器以及锥形 透镜光纤光耦合方案和微带线转GCPW微波耦合方案。通过仿真计算,对模块中激光器与调制 器混合集成设计的关键参数及容差进行了研究。本混合集成发射模块在尺寸结构小型化的同 时,也可确保自身良好的稳定性与可靠性。

摘要:心电信号分析是预防心血管疾病的重要举措,QRS波的精确检测不仅是心电信号处理的关键步骤且对心率计算和异常情况分析具有重要作用。针对动态心电信号存在信号质量差或异常节奏波形导致常用QRS波检测方法精度较低的问题,本文提出了一种基于生成对抗网络新型QRS波检测算法。该算法以Pix2Pix网络为基础,生成网络采用U-Net结构,判别网络运用Patch-GAN思想,用U-Net结构的跳跃连接方式,实现了心电数据至R波波峰位置数据的映射,并通过对原始信号的去噪和重组,提升输入信号信噪比。使用ICBEB动态心电数据库2000组单导联心电信号进行算法验证,并与P&T算法和基于CNN的算法作对比,结果表明,本文算法的R波检测准确率达到99.13%,显著优于P&T算法和CNN算法。在灵敏度和阳性预测方面,本文算法获得最优结果,说明了本文算法的有效性。

摘要:针对介观荧光分子层析成像重建问题,提出了一种基于联合代数重建技术的介观荧光分子层析成像重建方法。首先应用主成分分析算法对敏感矩阵进行双降维操作,以消除敏感矩阵中的冗余信息；其次为保持重建结果与目标数据的一致性,对降维后的矩阵进行零填充；最后应用荧光光强测量数据和填充后的敏感矩阵,经带有总变差正则化项的联合代数重建技术重建组织中荧光探针的三维分布。为了评估所提方法的性能,设计了计算机数值仿体实验和血管树实验。实验结果表明,文中所提方法既提高了算法的重建精度和抗噪声性能又缩短了重建时间。因此,文中所提方法适用于介观荧光分子层析成像重建研究。

摘要:闭锁效应是激光陀螺的主要误差源。为了减小锁区阈值,本文基于激光陀螺的自洽方程组,推导了闭锁状态锁区阈值公式。通过MATLAB软件对三阶微扰下的lamb系数进行分析,研究了激光振荡频率、背向散射角和相对激发度对锁区阈值的影响。结果表明:腔长为0.28 m的激光陀螺,锁区阈值并不关于中心频率对称分布,也不严格随着背向散射角的增加而减小。在中心频率两侧各有一段频率范围,锁区阈值会随着背向散射角的增加而增大到极大值,然后随背向散射角的增加而减小,在另一频率范围,锁区阈值随着背向散射角的增加而减小到极小值,然后随背向散射角的增加而增大。经过比较分析,得到在频率参量为28.14 MHz、背向散射角为89°时,锁区阈值最小。通过增大激发度至1.5,能使锁区阈值减小至0.034°/h。

摘要:本文研究了基于非线性偏振旋转锁模的铥光纤激 光器中脉冲簇及脉冲簇群的产生。通 过在环形腔内引入两段长度分别为100 m和350 m的SMF-28光纤来增强腔内非线性和色散,从 而产生了脉宽为30 ns的束缚态脉冲簇。一 个束缚态脉冲簇可以产生12个振幅不同但时间 间隔相同的子脉冲。发现调节偏振控制器角度可以改变脉冲簇宽度以及子脉冲个数,进一步 调节还可使子脉冲分离而形成脉冲簇群。脉冲簇群形成有规律间隔的准量子化分布,其分离 的子脉冲脉宽为2.8 ns。实验中还产生了稳定的二次谐波锁模脉冲簇 ,并发现子脉冲的多种形态组合形式。

摘要:本文模拟设计了一个4×10 Gbit/s的波分复用系 统,采用同时具有解复用器功能的级 联啁啾光纤光栅对该系统进行了色散补偿。仿真中分析了系统分别在非归零码和归零码调制 格式下的性能,通过仿真结果的Q因子和眼图,找出了使系统性能达到最佳的 各项参数,使 系统得到了优化设计。结果表明,该系统性能良好,级联的啁啾光纤光栅可以对每个波长信 号进行精确的色散补偿,非归零和归零调制信号的系统最佳Q值分别为17.80和52.55。