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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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    基于超表面的三频带吸波器

    喻卫军盛子腾张易成韩连福...
    1233-1239页
    查看更多>>摘要：针对多频带和完美吸波器的应用需求,本文设计一种基于超表面的三频带吸波器.所提出的吸波器由金属图案层、中间介质层和金属底板组成.研究表明,该吸波器在5.16 GHz(C波段)、7.27 GHz(C波段)和8.32 GHz(X波段)3个谐振频率处的吸波率分别为99.98％、99.94％和99.98％,可实现近乎完美吸收.利用阻抗匹配理论阐明所提出设计产生3个谐振频率的原因.对谐振频率处的表面电流、电场和磁场分布进行仿真,分析三频带吸波机理.通过改变吸波器顶层金属图案的数量可实现单频带、双频带和三频带的调控.此外,研究吸波率对极化角和入射角的依赖性,结果表明该吸波器具有良好的极化不敏感性和广角稳定性(0°-60°).所提出的基于超表面的三频带吸波器具有易于设计和轻薄等特点,在电磁吸波、隐身、传感等领域有巨大的应用潜力.

    超表面三频带吸波器极化不敏感

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    基于Transformer架构的城市街景语义分割方法研究

    熊炜赵迪孙鹏刘粤...
    1240-1249页
    查看更多>>摘要：针对部分Transformer网络在进行城市街景图像分割时,没有充分利用网络中的多尺度特征和上下文信息,导致分割结果部分大目标存在孔洞、小目标边缘分割不精细等缺陷,本文提出了基于Transformer架构的以提取多尺度特征和汇聚上下文信息为主的Trans-AsfNet方法解决此问题.该分割方法引入了 Swin Transformer作为新的特征提取网络,加强信息的长距离依赖;提出了一种自适应子空间特征融合模块(adaptive subspace feature fusion,ASFF)加强网络对多尺度特征的提取能力,同时设计了一种有效全局上下文聚合模块(efficient global context aggregation,EGCA)提升网络的上下文信息的聚合能力,利用丰富的多尺度信息进行特征解码与信息补偿,然后聚合不同尺度的上下文信息以强化理解目标的语义信息,进而消除大目标孔洞,提高小目标像素的边缘分割精度.将Trans-AsfNet方法通过CamVid城市街景数据集验证测试,实验结果表明,该网络基本可以消除分割孔洞缺陷、提升小目标边缘的分割效果,在CamVid测试集上MIoU达到了 69.5％.

    Transformer城市街景上下文信息语义分割特征融合

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    基于仿生的S-FREAK水下结构物表面拼接算法

    俞晓春徐晓龙方云何晓佳...
    1250-1258页
    查看更多>>摘要：为更好地了解输水隧洞内壁的实际情况,通常以牺牲分辨率的方式换取水下结构物表面缺陷的全景图像,而较低的分辨率又很难满足监测的需要.针对上述分辨率与全景图像矛盾冲突的问题,提出了一种基于仿生的S-FREAK水下图像拼接算法.考虑到水下图像具有低信噪比、低对比度的特点,算法首先通过模拟水下生物"鲎鱼"的视觉系统,实现了输水隧洞内壁图像的自适应侧抑制增强,突出了图像的架构特征,然后在尺度不变特征变换(scale-invariant feature trans-form,SIFT)的基础上,引入具有人眼视网膜特性的快速视网膜关键点(fast retina keypoint,FREAK)模块,提高了对图像关键特征点的分辨能力,最后结合随机采样一致性(random sample consensus,RANSAC)特征筛选和渐入渐出的融合方法对拼接图像予以修正.实验结果表明,在自适应侧抑制机制的增强下,所提出的方法在增加有效特征点匹配对数的同时,大大提高了拼接的准确度,优化了最终的实现效果.

    水下缺陷图像仿生自适应侧抑制图像配准S-FREAK图像拼接

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    基于混合注意力的双模态融合目标跟踪网络

    权家锐何乐生晏开祥尹恒...
    1259-1266页
    查看更多>>摘要：目标跟踪通常在面对亮度变化、背景混杂和快速移动等复杂场景时难以取得良好的跟踪性能,为此提出了一种结合自适应特征融合和注意力机制的红外与可见光融合的目标跟踪算法.利用红外光与可见光的互补性优势,增强传统目标跟踪算法在复杂场景下的跟踪性能.首先在前3层卷积层中结合注意力机制对红外光与可见光模态特征进行特征筛选,同时针对不同通道特征进行动态权重分配实现自适应特征融合,然后将不同通道特征进行融合,并经过实例分类模块实现对目标的跟踪.在GTOT数据集和RGBT234数据集上的实验结果表明,该算法的精度和成功率分别到达了 90.4％和73.2％、79.6％和56.1％,优于目前主流算法.

    目标跟踪红外与可见光融合注意力机制特征融合

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    结合周边视觉的轻量级立体图像质量评价方法

    王杨贾曦然隆海燕韩力英...
    1267-1275页
    查看更多>>摘要：针对立体图像质量预测偏差问题,基于人眼视觉模型,提出一种结合周边视觉信息的轻量级立体图像质量评价方法.首先,构建双目感知模型获取中央凹视觉区与周边视觉区,利用对称式立体信息融合模块(symmetrical stereoscopic information fusion,SSIF)加强视差信息;然后,通过轻量级特征提取模块(lightweight feature extraction,LWFE)获取双目质量感知特征;最后,在全连接层实现主客观立体图像质量评价值的关系映射.引入自适应多损失策略指导模型训练,在LIVE 3D与Waterloo IVC立体图像库进行性能测试,结果表明,算法具有良好的综合性能,与人类主观质量感知保持较高的一致性.

    立体图像质量评价周边视觉轻量级卷积神经网络自适应多损失

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    基于掩膜迭代ROI改进LBP算法的齿轮缺陷检测方法研究

    王岩胡睿甫吕传景董颖怀...
    1276-1283页
    查看更多>>摘要：为提高传统局部二值模式(local binary pattern,LBP)算法提取目标图像特征时的识别率,提出一种基于掩膜迭代感兴趣区域(region of interest,ROI)改进LBP算法的特征提取方法.使用掩膜迭代ROI的提取方法,减少对干扰信息或者无效区域的处理,缩短缺陷区域的提取时间.在LBP的基础上根据预设的半径确定所述中心像素点的圆形区域,将邻域采样点之间的灰度值大小关系加入考虑范围,与中心阈值共同作为决定LBP编码情况的影响因子,充分利用邻域点之间所隐藏的方向特征,进一步提高了图像识别的准确率.实验表明,以PASCAL VOC齿轮缺陷数据集中缺陷图像为验证样本,实验所拍摄缺陷图像由SVM识别准确率相较传统LBP算法提升2％,最高识别率99.32％;Manhattan识别准确率相较传统LBP算法提升0.67％,最高识别率98.54％;European识别准确率相较传统LBP算法提升0.44％,最高识别率97.87％.

    齿轮感兴趣区域(ROI)局部二值模式(LBP)LBP编码

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    基于增量行列二维主成分分析的深度子空间网络

    毕洪旭王肖锋
    1284-1291页
    查看更多>>摘要：主成分分析网络(principal component analysis network,PCANet)是一种基于卷积神经网络模型进行简化的深度子空间网络模型.针对PCANet在卷积核提取过程中无法对图像样本进行实时处理的问题,本文提出了一种基于增量行列二维主成分分析方法(incremental sequential row-col-umn 2DPCA,IRC2 DPCA)的增量行列二维主成分分析网络(incremental sequential row-column 2 DPCA network,IRC2 DPCANet).该方法可以在卷积核的训练过程中对训练样本进行实时处理,从而提高网络的训练效率.通过在PIE、AR、Yale3个典型人脸数据集上的实验表明,本文所提出的方法具有良好的分类性能.最后,本文还研究了卷积核大小及卷积层中卷积核数量对于算法分类率的影响.

    主成分分析网络(PCANet)增量方法特征提取人脸识别

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    皮秒激光驱动X光源空间分辨特性研究

    王洪建冯永祯罗笔瀚张绍军...
    1292-1299页
    查看更多>>摘要：为提高皮秒激光驱动丝靶产生X射线强度,率先提出了皮秒激光辐照自持独立丝靶侧面辐射产生的X光源对静态台阶靶客体背光照相方法,并在中国工程物理研究院"星光-Ⅲ"激光装置上进行实验研究.利用皮秒激光以靶法线30°方向入射,分别与直径10 μm的钼(Mo)丝和金(Au)丝靶相互作用产生X光源,并通过多孔阵列和CCD相机测量X光源焦斑.获取的X光源焦斑的最小横向尺寸约为20 μm,纵向尺寸约为10 μm,静态客体成像的最佳空间分辨率接近～11 μm,与丝靶的直径相当.实验结果表明:采用自持独立丝靶侧面能够获得强穿透性的微焦点X光源,可为高能密度物质动态过程诊断等研究应用提供参考.

    皮秒激光X射线背光照相空间分辨率微丝靶

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    无线光通信中自适应偏置混合ACO-OFDM方法研究

    陈缪龙钱诚成李宝龙
    1300-1306页
    查看更多>>摘要：针对混合非对称限幅光学正交频分复用(hybrid asymmetrically clipped optical orthogonal fre-quency division multiplexing,HACO-OFDM)技术只利用了奇数子载波和偶数子载波的虚部进行符号传输而导致频谱效率低效的问题,本文提出了一种自适应偏置HACO-OFDM(adaptively biased HACO-OFDM,AB-HACO-OFDM)方法.该方法针对未被使用的偶数子载波的实部,构造了脉冲幅度调制离散多音(pulse-amplitude modulated discrete multitone,PAM-DMT)信号,并与 HACO-OFDM 信号混合传输提升子载波利用率,同时,引入功率高效的自适应偏置信号保证非负性.仿真结果表明:相比HACO-OFDM,提出的AB-HACO-OFDM能够有效地提升传输的频谱效率,同时,具有更优的误比特率(bit error rate,BER)性能.此外,相比传统的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)方法,所提方法实现目标BER所需的信噪比更低,表现出更高的功率效率.

    无线光通信正交频分复用(OFDM)混合非对称限幅光正交频分复用(HACO-OFDM)频谱效率

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    光载无线通信系统中一种LDPC-PS-64QAM方案

    李国栋张春蕾王永刚
    1307-1312页
    查看更多>>摘要：为了解决光载无线(radio-over-fiber,RoF)通信系统发射机光功率受限问题,同时提高信息传输的可靠性,结合低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码与概率整形(probabilistic shaping,PS)技术,提出一种LDPC-PS-64QAM方案来优化RoF系统的传输特性.该方案采用标志取反法对64正交振幅调制(quadrature amplitude modulation,QAM)信号进行PS,同时采用第三代合作伙伴计划(3GPP)组织规定的LDPC码作为信道编码方案.仿真结果显示,在符号速率为10 Gbaud 时,对比均匀分布(uniform distribution,UD)与 PS 信号的误码率(bit error rate,BER),PS 信号比UD信号发射功率降低了 1.4 dB,采用LDPC码后,发射机的发射功率得到进一步降低;光纤长度为20 km时,在相同BER情况下,PS信号比UD信号光信噪比(optical signal-to-noise ratio,OS NR)降低了2.1 dB,抗噪性能更佳;改变光纤的传输长度,结果显示,LDPC-PS-64QAM系统具有更高的可靠性.

    低密度奇偶校验码(LDPC)概率整形(PS)光载无线(RoF)通信光信噪比(OSNR)

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