摘要:针对正交频分复用无源光网络(orthogonal frequency division multiplexing passive optical network,OFDM-PON)系统中的数据传输安全问题,本文设计了一种基于多混沌系统及多层加密的数字序列加密方案,通过在OFDM信号生成的每个步骤都采用密钥集选择性对信号加密,可有效提升系统的加密空间进而增加系统的保密性。首先,将明文进行分组,利用Logistic混沌系统选取构建混沌序列集中的混沌序列对每组明文进行异或加密调制成16-QAM(quadrature amplitude modulation)信号；然后,对QAM信号分组,利用Logistic混沌系统对每组QAM信号进行判定是否进行星座图置乱加密；最后,对OFDM的子载波进行分组,利用Logistic系统对每组进行判定是否需要进行频域置乱加密。 搭建了仿真系统以进一步验证方案的可行性。 仿真实验结果表明,该加密方法极大地增大了密钥空间,达10⁵⁴⁰,为数据传输提供良好的保密性。

摘要:有机发光二极管(organic light emitting diodes,OLEDs)可以柔性制备,在未来的可穿戴应用上有广阔的发展前景,而柔性透明电极(flexible transparent electrode,FTE)的性能直接影响着柔性OLED的性能。本文基于银纳米线(AgNWs)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)制备了FTE,并采用甲醇浸渍、氩等离子处理、紫外辐射3种不同的方式对该电极进行处理,优化FTE的光电性能。研究发现:甲醇浸渍,可减少AgNWs上聚合物的包覆；等离子体处理和紫外辐射,可对AgNWs进行焊接；而两种方式的协同作用则可以对FTE的光电性能进一步优化。实验获得最优FTE的方阻为14.18 Ω/sq,在550 nm处的透过率可达到84%以上。经过 500次弯曲测试后,FTE的方阻变化率低于15%。本文的工作对FTE的制备及优化提供了可行性方案。

摘要:提出了一种基于双偏置结构光纤马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)的超高灵敏度折射率传感器,理论分析了偏置型MZI的干涉机理。通过光束传播法(beam propagation method,BPM)模拟分析了多模态偏置光纤的折射率传感特性、以及在不同偏置长度和折射率 范围内折射率灵敏度的变化,对比了单偏置与双偏置的传感特性。仿真结果表明,在折射率为1.333 0—1.334 0的范围内,单偏置MZI的折射率灵敏度为-5 557 nm/RIU,而双偏置MZI的折射率灵敏度为-14 071 nm/RIU,该结果为实现高灵敏度液体折射率测量提供了重要理论依据。该传感器结构紧凑,整体长度只有1 200 μm,在液体折射率测量领域具有重要的应用价值。

摘要:随着数字视频的普及,HEVC(high efficiency video coding)视频隐写受到了越来越多的关注。残差系数域隐写具有高安全性和低码率增长的特点,然而,视频编码过程中重构的系数不满足块间相互独立的性质,导致修改视频残差系数往往会带来较为严重的失真漂移。本文提出了一种无帧内失真漂移的HEVC视频自适应隐写算法。首先,根据帧内预测方向和多系数修改的方法选择合适的载体,进而避免修改系数引起的失真漂移。然后,设计一种包含块内失真和修改载体后的系数分布的失真函数,指导校验网格编码(syndrome trellis codes,STC)对嵌入失真小的载体进行修改。最后,根据最小化失真代价将消息嵌入到满足特定条件的4×4亮度块的量化正弦变换(quantized discrete sinc transform,QDST) 系数中。实验结果表明,所提出的视频隐写算法能够有效地避免帧内失真漂移,在获得良好的视觉感知质量的同时,能保证隐写算法的安全性。

摘要:摔倒检测大都依靠传感器设备,此类方法受设备自身和环境因素影响较大,常常无法发挥该有的作用,同时,基于视觉的方法往往实时性较差,鲁棒性不强。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒性强、能有效部署在嵌入式设备上的轻量化摔倒检测算法。以YOLOv5为基准模型,首先,融合轻量级注意力机制模块,使网络更关注要识别的目标区域,增强网络的识别精度。其次,使用模型压缩方法对模型进行剪枝,减小模型体积和计算量,使模型轻量化,以提高推理速度和便于部署在嵌入式设备中。最后,对剪枝后的模型进行知识蒸馏,在不提升模型复杂度的前提下提升模型的检测精度。实验结果表明:本文模型相较于基准模型,mAP增加了1.7%,召回率提高了1.2%,模型体积减小了79.1%,浮点运算量降低了70.9%。将本文模型部署在嵌入式设备Jetson Nano上,检测速率达到13.2 frame/s,基本满足实时性摔倒检测的要求。

摘要:为了提升汽车辅助驾驶系统对前方车辆的检测效果,进一步获取精确的距离信息,本文提出一种改进的YOLOv5s的目标车辆检测算法,并用双目对前方车辆进行测距。以YOLOv5s(you only look once v5s,YOLOv5s)检测网络为基础,首先在网络中引入卷积注意力模块(convolutional block attention module, CBAM)有效提取检测目标的轮廓特征；其次将Neck中PANet网络替换为BiFPN提升特征的融合能力,使用DIoU优化损失函数,增强对车辆检测的准确性；采用SURF算法进行立体匹配,并对特征匹配点进行约束获得最优视差值,最后通过双目视觉测距原理求得前车距离信息。测试表明,在20 m的距离范围内,车辆识别率准确率为92.1%,提升了1.54%,测距平均误差率为2.75%。

摘要:心率的长期监测对心血管疾病的预防和治疗具有重要意义。当前心率检测常用的监护仪、心电图机、智能手表和运动手环等均属于接触式测量装置,长期佩戴易产生压痕,甚至给使用者带来不适。在非接触测量方面,远程光电容积脉搏波描记法 (remote photoplethysmography,rPPG)可以通过分析面部视频获取心率,是一种很有潜力的心率长期监测方法。目前,绝大多数对于rPPG的研究都在使用电脑做数据分析,体积过大不易摆放,难以满足医学临床和家庭日常使用的需求。针对这一问题,本文尝试在嵌入式平台上依据rPPG原理实现心率监测。监测系统主要由树莓派4B开发板、相机和触摸屏组成。采用AdaBoost算法实现人脸识别与追踪,选取额头和脸颊作为感兴趣区域(range of interest, ROI),利用巴特沃斯带通滤波去噪,根据POS模型提取BVP波形,对来自不同ROI的BVP波形做盲源分离得到最终的脉搏波,最后利用能谱分析计算心率。实验结果表明本文所研究的系统具有与PC端相同的心率检测准确性和鲁棒性。本文的研究成果可以为心率长期监测设备的小型化和普及做出自己的贡献,也可以为智慧医疗中的远程监测治疗提供有力的保障。

摘要:在法庭科学物证检验、对比、分析中,红外光谱技术可基于自身优势用于确定物质的种类、成分,以及分析物质分子内部结构及其物理、化学性质等。本文将依据物质来源的属性不同对法庭科学中所涉及的多种常见物证进行简要分类与概述,在基于红外光谱技术相关知识基础上,进一步阐述红外光谱技术在法庭科学生物物证和非生物物证两方面的当前应用现状和最新进展研究,并进行展望以促进红外光谱技术在法庭科学领域中更深层次的研究与发展。