光學技術最新期刊目錄

高輻照度下晶硅光伏電池板隱形缺陷成像系統優化————作者：牛靖凱;翟帥;田欣;魏力中;吳文敏;廖寧放;

摘要：光伏電池板組件的隱形缺陷包括隱裂、碎片、黑斑、陰影等是影響組件發電效率、壽命、安全性的重要因素。為了實現高輻照度下晶硅光伏電池組件隱形缺陷的在線檢測，提出了缺陷成像系統的優化方法；包括帶通短波紅外成像系統組成、雙曝光背景抑制、非線性變換圖像銳化等。建立了光伏電池板電致或光致發光成像的信號動態范圍模型；搭建了基于窄帶短波紅外InGaAs相機的高輻照度下光伏電池板電致發光成像的實驗裝置，并對提出的優化...

面向壓縮失真的數字全息重建像無監督散斑噪聲去除方法————作者：王富;郁梅;蔣志迪;

摘要：數字全息圖像在壓縮過程中產生的失真會降低其重建像的質量，增加了散斑噪聲去除的難度。此外，現有散斑去噪方法需要針對不同程度的壓縮失真分別訓練不同的網絡，這限制了其在實際應用中的靈活性。針對上述問題，提出了一種面向壓縮失真的數字全息重建像無監督散斑噪聲去除方法。基于壓縮過程的質量因子，設計了一個壓縮感知注意力模塊動態調整網絡的權重，實現對去噪過程的自適應控制。其次，使用散斑噪聲相關性卷積并結合盲點網絡...

球面波和平面波照明下的主觀散斑測量面內位移研究————作者：羅勁明;吳欣然;劉夢敏;葉麗嫻;張璐凌;郭麗麗;鄧定南;

摘要：主觀散斑廣泛應用于光學成像、目標檢測等多個領域，尤其是面內位移測量領域更是備受關注，其中照明激光則是影響其測量的關鍵因素之一。首先基于信息光學理論研究了球面波和平面波照明下的透鏡成像原理；然后搭建了一個主觀散斑光學系統，分別在球面波和平面波照明下利用數字圖像相關法對散射物體的面內位移進行了測量，并根據上述原理分析討論了兩種波面對測量的影響。結果發現兩種波面對面內位移的測量誤差影響有限，但對測量極限...

基于交比不變性的同心圓迭代中心定位方法————作者：李百峰;楊建柏;

摘要：圓形目標在增強現實、攝影測量和結構光投影測量系統等視覺測量領域應用廣泛。然而，透視投影引起的圓形目標偏心誤差嚴重影響測量精度。為了提高投影中心定位精度，提出了一種以同心圓為目標的精確投影中心定位方法。研究主要包括改進的投影中心定位方法以及考慮鏡頭畸變的迭代補償。使用交比不變性避免了圓形目標因透視投影帶來的偏心誤差，隨后將改進的投影中心坐標加入迭代求取相機參數的過程，消除鏡頭畸變對中心定位的影響，從...

一種基于零樣本學習的圖像降噪算法————作者：李政德;趙爽;陳明哲;周哲海;凌帥帥;曹張朔;薛子軒;陳廣偉;胡國慶;

摘要：與傳統的降噪方法相比，基于深度學習的降噪算法能夠對未見過的噪聲類型進行降噪處理，提升了降噪后的圖像的視覺質量。但深度學習網絡需要大量的圖片進行訓練，而生物醫學實驗中往往沒有大量的樣本提供給神經網絡學習。針對這種情況，提出了一種零樣本學習的卷積神經網絡，神經網絡通過下采樣技術生成不同的圖片與噪聲圖片一起供殘差網絡學習，殘差網絡中的損失函數使用了殘差損失、正則化損失和制導損失相結合的方式，同時在卷積層...

Landsat 8 OLI影像信噪比變化評價——以典型地區為例————作者：劉慧輝;劉斌;栗峰;楊非;郭旭濤;楊飛;

摘要：評價Landsat 8衛星OLI影像信噪比變化特征，對確保Landsat數據連續性和擴展其在生態、資源等領域的應用至關重要。針對2014～2020年的OLI傳感器影像信噪比進行了評估，技術流程包括：(1)篩選全球范圍內沙漠戈壁、海洋、湖泊、積雪、濃密植被等均一同質地表區域及對應的影像；(2)利用“均值-標準差法”逐年計算OLI傳感器影像的信噪比；(3)對2014～2020年OLI影像信噪比進行量化...

光譜融合GAT與雙極自注意力融合的高光譜分類網絡————作者：王越新;徐丹;

摘要：高光譜圖像分類近年來受到廣泛關注，尤其是卷積神經網絡(CNN)和圖神經網絡(GNN)的應用取得了顯著進展。CNN處理小型規則區域的像素信息，而GNN則擅長捕捉不規則區域的超像素特征。為了結合二者優勢，提出了一種名為光譜融合GAT與雙極自注意力融合的高光譜分類網絡(SGBF),該網絡整合了雙極自注意力CNN和光譜融合圖注意力，用于高質量高光譜分類。在圖神經網絡組件中引入了光譜融合圖注意力網絡(SGA...

基于多尺度空間角度相關學習的光場圖像超分————作者：張哲銘;王鵬杰;

摘要：光場(LF)圖像是一種能夠記錄光線方向和強度的圖像，它可以提供豐富的視覺信息。近期，眾多基于卷積神經網絡(CNN)或Transformer的網絡結構在光場圖像處理任務中展現了巨大潛力。然而，由于光場圖像在空間與角度之間的角度采樣稀疏性，充分提取特征信息并挖掘其空間角度相關性成為實現光場圖像超分辨率的重要挑戰。針對這個問題，提出一種新的網絡架構，以更好地重建高分辨率光場圖像：經過淺特征提取部分逐漸提...

基于粒子群算法的光學相控陣陣列優化————作者：衛天浩;趙迪;閻焜;玄洪文;

摘要：光學相控陣作為一種先進的光束控制技術，在光通信、成像系統、雷達系統等領域具有廣泛應用。然而，由于硬件誤差、環境干擾等因素，光學相控陣系統中的相位誤差會導致波束指向偏移、光斑發散角增大以及柵瓣能量上升，從而影響系統性能。為解決這一問題，研究提出了一種基于粒子群優化算法的相位誤差補償方法，通過優化陣列相位分布，提升光束集中度并減小柵瓣能量。為驗證算法性能，構建了一維128路光學相控陣仿真模型，針對不同...

離軸雙曲面光學系統檢測與裝調————作者：劉偉光;李陽;趙金;許航航;田薇;劉欣;韓志超;尹挺;楊帆;

摘要：準直光學系統是光學測試裝置的重要組成部分，在激光光束質量測量校準領域，對準直光學系統技術指標要求極為嚴格，文章介紹了一種離軸雙曲面光學系統的高精度裝配和調整方法。通過分析補償法和無像差點法檢驗對雙曲面反射鏡圓錐系數k值的適用范圍，根據主、次鏡參數，分別選擇補償法和無像差點法進行面形檢驗，實現主次鏡的高精度裝配。結合離軸R-C系統結構特點，以機械端面及水平面為裝調基準，使干涉儀光軸、平面鏡法線、主鏡...

基于高斯高通濾波器的自適應離軸傾斜畸變補償法————作者：孟垂松;龍佳樂;張建民;

摘要：在離軸數字全息中，物光和參考光之間存在一定的離軸角度，離軸角度的大小反映了全息圖頻譜中+1級像和-1級像頻譜位置分離的程度，解決了同軸全息中孿生像混疊的問題。然而，離軸角度也會給相位測量引入傾斜畸變，影響相位測量的準確性。為了消除數字全息中的離軸傾斜畸變，提出一種基于高斯高通濾波器(GHPF)的自適應離軸傾斜畸變補償法，通過對相位圖像進行傅里葉變換和高通頻域濾波，并根據大部分能量集中在頻譜圖中很小...

光學成像與拉曼探測雙模態內窺鏡光學系統設計————作者：于潤香;楊照清;薛萌;郭漢明;

摘要：針對傳統內窺鏡僅依賴于形態學觀察，對于初期或不明顯病征難以準確診斷的問題，設計了一款集高清成像與拉曼光譜探測于一體的雙模態內窺鏡，旨實現可見光全視場高清成像和小視場拉曼探測光良好聚焦。采用共光路設計，前物鏡組和中繼系統共用既減小了內窺鏡口徑，又降低了成本。在成像系統上，實現了F數為7.3,全視場70°、小孔徑的可見光高清成像，確保了工作距為10mm時調制傳遞函數不小于0.12@175lp/mm,最...

基于Transformer的超欠挖隧道干擾點云分割算法————作者：傅思思;劉闖;王勁松;劉沛;

摘要：點云分割是隧道施工中檢測超欠挖區域及體積的關鍵步驟，但由于超欠挖隧道輪廓不平整，在進行點云分割時對于靠近輪廓的干擾物體難以有良好的分割精度。針對這一問題，提出了一種基于Transformer的模型。模型通過引入自注意力機制建模全局長距離依賴關系，并結合局部信息融合模塊，融合局部幾何與特征上下文信息，采用類似DGCNN的架構提升特征表達能力。實驗基于構建的超欠挖隧道3D點云數據集，與DGCNN和Po...

全自動驗光儀中人眼自動定位方法研究————作者：林方圓;黃沃杰;林瑾;曾亞光;黃金天;董佳鑫;

摘要：針對驗光儀半自動化帶來人眼參數測量不準確及操作不便問題，利用光、機、電、算設計一種全自動驗光儀并提出一種人眼自動定位方法。通過短焦相機實現人眼和相機平面中心對準，通過瞳孔相機實現人眼和相機縱向距離的對焦。對中時，采用優化的模板匹配算法定位短焦相機圖像中的人眼區域，再根據人眼瞳孔特征從人眼區域中擬合出瞳孔輪廓橢圓，給出計算橢圓中心與相機在平面X/Z向偏移量的方法，控制三維移動平臺實現對中。對焦時，采...

基于自適應閾值優化的疲勞狀態評估系統研究————作者：趙荷;門高夫;柳旭;

摘要：現有疲勞駕駛檢測模型存在評價標準單一、適應性不足、算力要求高，以及在夜間照明不足的情況下性能受限的問題。提出了基于自適應閾值優化的疲勞狀態評估系統。系統在光照不足的環境下，利用線偏振照明技術提升圖像質量，并結合YOLO-GM模型，對有遮擋情況采用邊界約束優化眼嘴ROI篩選和識別，提高了特征識別的準確率；構建了基于多特征融合疲勞狀態評估模型，提出了基于二分類決策樹優化的自適應疲勞閾值評判方法，自適應...

高壓陶瓷套管裂紋缺陷太赫茲檢測研究————作者：陳巳陽;翟迪;王浩;張振偉;

摘要：太赫茲波對非極性材料的穿透能力強，利用內部介質不連續形成的回波成像，具有分辨率高、非接觸等特點，是高壓陶瓷套管等絕緣設備現場無損檢測領域的研究熱點。首先介紹了太赫茲波的透射和反射傳輸模型，給出采用透射和反射方式提取材料電磁參數的方法。然后通過掃描成像，檢測出高壓陶瓷套管試件外部防污閃涂層的厚度分布，定位了涂層厚度異常區域，同時檢測出陶瓷內部的縫隙缺陷及空間分布。檢測結果表明太赫茲成像技術具備在高壓...

Zernike多項式在光學元件優化中的應用及其研究進展————作者：祝戰科;吉凡;柯熙政;

摘要：為了研究光學元件對光學系統性能的具體影響，人們采用Zernike多項式作為分析工具對其性能進行評估。文章從光學元件優化方法以及Zernike多項式的理論基礎出發，介紹了圓Zernike多項式和環Zernike多項式的概念，并探討了圓Zernike多項式與Seidel像差的關系及其在波前擬合中的應用；梳理了國內外在光學元件面形優化、結構優化以及系統成像性能優化方面的研究成果，展示了Zernike多項...

基于全變分與深度去噪網絡的壓縮超快攝像重構方法————作者：龍佳樂;李英榮;丁毅;馬釗;張建民;許彬;

摘要：利用壓縮超快攝像技術，有希望以極高的時間分辨率揭示飛秒激光脈沖在介質中的瞬態散射過程。然而，基于兩步迭代收縮/閾值算法(TwIST)的壓縮超快攝像重構由于受到欠采樣策略引起的超高數據壓縮率影響，存在圖像重構質量不高、結果不穩定等問題。為克服這些問題，本文提出了一種交替使用全變分(TV)與深度去噪網絡(FastDVDNet)結合的即插即用廣義交替投影框架重建算法，以改善壓縮超快攝影的圖像質量。實驗結...

基于ESPCN的離散余弦變換單像素成像方法————作者：潘劍;龍佳樂;張建民;黎在銘;黃昊銘;

摘要：單像素成像是一種通過少量像素測量重建圖像的技術，具備高度靈活性。然而由于每個像素是間接測量的，圖像重建質量可能不如傳統直接成像技術。文章提出了一種將離散余弦變換(DCT)與高效亞像素卷積神經網絡(ESPCN)相結合的單像素成像方法。通過DCT對少量像素測量進行頻域分解，獲取低分辨率的頻域特征表示，保留了關鍵的頻率信息。ESPCN通過亞像素卷積層將低頻特征映射到高分辨率圖像，從而實現高質量重構。仿真...

基于攝影測量的機器人移動跟蹤測量系統————作者：夏常青;吳龍;彭文君;陸冠含;

摘要：如何提高測量范圍與多位姿測量數據融合精度是實現大構件高精度測量的關鍵。文章設計了一種基于攝影測量的機器人移動跟蹤測量系統，實現了大范高精度多位姿測量數據融合，完成了高速列車車體的測量。具體地，針對高速列車車體尺寸達25m×4m×4m,單測量設備范圍有限的問題，系統通過機器人抓取結構光設備與導軌對機器人的移動實現了系統大范圍的測量。為了實現多位姿下高精度測量數據融合，系統通過多個單目相機跟蹤測量相機...

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