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期刊信息/Journal information
光电子·激光
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巴恩旭

月刊

1005-0086

baenxu@public.tpt.tj.cn；　baenxu@263.net

022-23679707

300191

天津市南开区红旗南路263号

光电子·激光/Journal Journal of Optoelectronics·LaserCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。报道光电子、激光技术领域的研究成果，内容包括新型光电子器件、装置和材料、光电控制和检测、光存贮和光电信息处理、通讯和光纤应用技术光电集成技术、光计算和光学神经网络、激光加工和激光应用、光电生物医学等方面。
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    光栅外腔提高VCSEL微波调制效率实验研究

    胡文杰梅文婷黄峻峰盛象飞...
    1135-1139页
    查看更多>>摘要：实验研究了垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)在闪耀光栅作为外腔反馈时的直流和微波调制特性.VCSEL底部端面和外部闪耀光栅组成法布里-珀罗(Fab-ry-Perot,FP)腔,由于闪耀光栅的反馈作用,可以提高VCSEL微波调制效率.在VCSEL仅有直流电流驱动时,实验观察到了频率与FP腔长有关的边带功率,调节FP腔长,使FP腔谐振频率与微波调制频率耦合,可在相同微波功率下得到2倍的有效边带功率.研究结果表明,闪耀光栅外腔VCSEL可以在较宽的输入较小微波功率范围内得到较高的有效边带功率.本文研究将为微波调制VCSEL及其他半导体激光器应用提供一定的参考意义.

    垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser,VCSEL)调制效率闪耀光栅法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)腔微波

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    基于形态学与多尺度空间聚类的SAR图像变化检测方法研究

    梅妍玭张得才傅荣
    1140-1146页
    查看更多>>摘要：介绍了一种形态学模型(morphological profile,MP)工具,这种工具运用在合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中,增强了对SAR图像的多角度细节处理,提高了图像检测精度.在图像检测中加入算法可被应用于遥感图像变化检测领域.本文提出的SAR图像变化检测方法是在多尺度子空间融合谱聚类的基础上进行的,这种方法是对不同时刻得到的同图进行对数比和均值比处理,从而构成多个子空间获取图像的结构特征,并结合随机采样谱聚类的子空间融合算法得到的变化的图像.本文方法所得的SAR图可以检测到很多单一的像素点,误检像素点数目明显减小,优于其他算法结果.检测结果抑制了图像变化中的缺失问题,因此具备较高的检测精度.

    形态学模型(morphologicalprofile,MP)图像变化检测多尺度子空间谱聚类算法检测精度

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    基于改进YOLOv3_Tiny的压敏电阻表面缺陷检测

    唐纲浩周骅赵麒魏相站...
    1147-1154页
    查看更多>>摘要：针对当前目标检测算法网络复杂,对平台设备要求高;而轻量化网络YOLOv3_Tiny对压敏电阻表面缺陷的检测精度较低,容易出现漏检错检的情况,提出了基于YOLOv3_Tiny的改进算法DAYOLOv3_Tiny.DAYOLOv3_Tiny构建了深度可分离卷积块替代标准卷积,使用卷积操作进行下采样,使检测网络在减少网络参数量的同时增加了特征的提取;并在网络中引入了通道注意力模块和空间注意力模块,增强了检测网络对重要特征信息的学习.在自制的压敏电阻表面缺陷数据集上进行实验,结果表明,DAYOLOv3_Tiny的mAP值为92.23％,较改进前提升了12.25％;改进后的 D A YOLO v3_Tiny 模型大小为 YOLOv3_Tiny 的55.42％,仅 18.9 MB.实验表明,DAYOLOv3_Tiny对压敏电阻表面缺陷的检测精度较高,能够有效改善漏检错检的情况,且网络模型较小,对硬件平台要求不高,易于在性能受限的平台部署.

    YOLOv3_Tiny缺陷检测深度可分离卷积块注意力模块

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    一种融合上下文多光谱空间通道特征的左心室分割算法研究

    郭卫涛帕孜来·马合木提
    1155-1163页
    查看更多>>摘要：针对左心室生理结构复杂以及心脏磁共振成像纹理不均匀、噪声大、心腔肌肉干扰造成边界模糊等情况而导致左心室分割效果差等问题,本文提出了 一种融合上下文多光谱空间通道特征的左心室分割算法.本文算法采用U型结构与跳跃连接方式将不同尺度的特征图进行融合,确保局部特征信息二次利用,提高了特征利用率.采用深度可分离池化通道金字塔(depthwise pooling attention pyramid,DPAP)模块对多尺度特征的有用信息进行优化;接着采用频域通道空间注意力模块对特征的通道和空间两个维度进行优化;最后采用组合损失函数缓解正负样本不均衡的问题.结果表明,在MICCAI2009磁共振左心室挑战赛数据集上,本文算法在相似性系数上验证集为93.25％、在线集为93.33％,相比主流分割算法DeepLabV3 十有1.6个点提升,相比医学经典U-Net算法有6.9个点提升,能对左心室有效分割,分割结果边缘连续,轮廓清晰.

    左心室分割上下文特征融合多光谱空间通道多尺度特征组合损失函数

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    基于多尺度特征提取的MRI脑肿瘤图像分割研究

    熊炜周蕾乐玲张开...
    1164-1170页
    查看更多>>摘要：针对磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)脑部肿瘤区域误识别及肿瘤形状差异较大的问题,提出一种基于多尺度特征提取的MRI脑肿瘤图像分割方法.分割模型以U-Net为骨干网络,使用密集金字塔卷积(dense pyramidal convolution,DPC)提取多尺度特征,以适应不同尺寸肿瘤的分割,同时引入条状池化(strip pooling,SP),凭借其能捕获肿瘤中远距离区域的依赖关系,进一步加强对肿瘤图像的分割能力.提出的方法在Kaggle_3m数据集上进行了实验验证,实验结果表明该方法具有良好的脑部肿瘤分割性能,其中Dice相似系数、杰卡德系数分别达到了91.66％,84.38％.

    MRI脑部肿瘤分割多尺度特征提取密集金字塔卷积条状池化

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    面向VVC帧内编码的快速CU划分和角度模式决策

    卢嘉彬彭宗举束争杰陈芬...
    1171-1179页
    查看更多>>摘要：多功能视频编码(versatile video coding,VVC)是最新的视频编码标准,与高效视频编码(high efficiency video coding,HEVC)相比进一步提高了压缩效率,但由于引入了包括二叉树和三叉树在内的多类树结构,同时帧内角度模式从35种增加到67种,导致编码复杂度剧增.为了降低计算复杂度,本文提出了一种基于快速编码单元(coding unit,CU)划分和角度模式决策的VVC帧内编码算法.首先根据自适应标准差阈值对CU纹理复杂度进行分类,初步缩减划分模式列表;然后采用Sobel梯度算子确定纹理方向,跳过非最优划分模式;最后根据统计结果筛选淘汰掉概率小于2％的角度模式.实验结果表明,与VTM-2.1相比,该算法能节省51.05％的编码时间,BDBR(Bjonte-garrd delta bit rate)仅上升 1.98％.

    多功能视频编码快速算法编码单元(codingunit,CU)划分帧内角度模式纹理特征

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    基于可变形和深度可分离卷积的立体匹配

    高会敏徐志京
    1180-1187页
    查看更多>>摘要：针对传统卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)在立体匹配过程中存在信息损失和耗时等问题,提出了基于可变形和深度可分离卷积的立体匹配算法.在特征提取过程中,利用可变形卷积和可变形卷积核构建残差网络,完成自适应学习,扩大有效感受野,从而适应物体的不同形变,获取更详细的特征,减少信息损失,提高了匹配精度.在特征聚合阶段,采用深度可分离卷积构建深度可分离聚合网络,在空间维度和通道维度分别进行卷积运算,以降低参数量和计算复杂度,保证了匹配实时性.在相关的数据集上进行测试,实验结果表明,算法的网络运行时间缩短为1.60 s,在KITTI 2015和KITTI 2012数据集上三像素错误率分别为2.84％和2.79％,在SceneFlow数据集上端点误差为1.59％.相比其他基准网络,减少了网络模型的运算量同时算法精度有很大提升.

    深度学习可变形卷积深度可分离卷积卷积神经网络(convolutionalneuralnetwork,CNN)立体匹配

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    基于Canny算法的10 kV电缆主绝缘表面缺陷识别方法

    方春华张峰党卫军薛艺为...
    1188-1195页
    查看更多>>摘要：主绝缘表面存在划痕与污渍类施工缺陷容易导致绝缘故障,采用图像识别技术可以智能管控施工缺陷.针对10 kV电缆主绝缘表面划痕与污渍缺陷边缘不易检测的问题,本文提出一种基于Canny算法的10 kV电缆主绝缘表面缺陷识别方法.本文首先利用尺寸不变特征变换(scale-in-variant feature transform,SIFT)方法完成对电缆主绝缘图像的拼接,再借助Canny算法计算主绝缘表面缺陷边缘的梯度与幅值、抑制极大值信息点、去除伪边缘,得到由划痕与污渍产生的缺陷边缘信息.实验结果表明,由本文算法检测后电缆主绝缘表面缺陷图像的边缘轮廓具有较高的纯净度和完整性,缺陷边缘更加清晰,算法平均准确率达到95.42％,验证了算法的有效性.

    10kV电缆主绝缘表面缺陷缺陷识别Canny算子特征提取边缘检测

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    基于数字图像相关的血管截面变形测试方法

    叶开张晓川
    1196-1203页
    查看更多>>摘要：心血管病的发病原因与血管的力学特性密切相关,为精确测量血管截面在不同压强条件下的变形响应,本文将光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)与血管注射加载装置相结合,实现了不同压强条件下血管截面图像的获取;分析了光折射对成像的影响,提出了血管截面OCT图像的纠偏方法;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)方法处理纠偏后图像,实现了血管截面的变形测试,最终形成了一套血管截面变形测试系统及方法.OCT图像纠偏验证实验验证了折射纠偏方法的必要性和有效性,血管仿体实验验证了本文测试系统及方法的可靠性.将本文方法应用于猪血管试样变形测试,获得了猪血管壁截面在不同压强条件下的全场位移和应变.

    光学相干断层扫描(opticalcoherencetomography,OCT)血管变形数字图像相关(dig-italimagecorrelation,DIC)

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    激光投影成像中二次散斑传输特性分析及实验研究

    黄艳
    1204-1208页
    查看更多>>摘要：为探究激光投影成像中二次散斑传输特性规律,搭建了测试系统,采用半导体激光器作为光源,对不同粗糙度散射屏幕表面产生的二次散射场散斑衬比度进行了测量.实验结果发现,随着散射屏幕和观测平面距离的增加,散斑衬比度呈现出先减小后增大最后趋于平稳不变的一个趋势.并在散斑形成及传播机理的基础上,理论分析了该种特定时间相干长度光源产生的激光散斑在空间中的传输特性.分析表明,散斑图样衬比度最小值位置与散射表面粗糙度相联系,该现象可为物体表面粗糙度的测量提供参考.

    激光光学激光散斑传输特性等效时间相干面积有效散射面积散斑衬比度

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