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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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    基于大尺寸纳米金壳的光纤Bragg光栅LSPR折射率传感器研究

    古洪张杨杨翔文罗彬彬...
    673-679页
    查看更多>>摘要：利用大尺寸纳米金壳(gold nanoshell,AuNS)的局域表面等离子体共振(localized surface plas-mon resonance,LSPR)效应,研究基于光纤 Bragg 光栅(fiber Bragg grating,FBG)的 LSPR 折射率(refractive index,RI)传感器原理及特性.通过时域有限差分法分析AuNS对传感器RI灵敏度增强的物理机制,并构建了基于腐蚀型光纤Bragg光栅(etched fiber Bragg grating,eFBG)的LSPR RI传感器,通过标定获得传感器在不同外部折射率(surrounding refractive index,SRI)环境下的响应光谱.实验结果表明:eFBG-LSPR传感器的基于谐振强度变化的RI灵敏度为-72.33 dB/RIU,相比eFBG的RI灵敏度提高了约61.3倍,验证了理论分析的正确性,该传感器在生化传感、环境监测等领域具有良好的应用前景.

    光纤Bragg光栅纳米金壳局域表面等离子体共振折射率时域有限差分法

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    基于双杠杆放大的中高频FBG加速度传感研究

    李辉栋代佳和高宏傅海威...
    680-685页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于双杠杆放大的中高频光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)加速度检波器,理论分析并实验研究该检波器加速度灵敏度与幅频特性,实验结果表明:检波器中心波长变化与外界加速度变化具有较好的线性关系,检波器的固有频率为612Hz,平坦区范围为20-250 Hz,线性度为0.995,加速度灵敏度为106.7 pm/g,交叉灵敏度小于4.9％,有良好的横向抗干扰能力.

    光纤布拉格光栅加速度传感杠杆放大中高频振动

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    基于超表面的高效宽带双极化转换器设计

    付长凤董少华韩连福
    686-693页
    查看更多>>摘要：超材料和超表面因表现出天然材料所不具备的特殊性能而广泛应用于电磁波调控.针对宽频带、高效率和小型化极化转换器应用需求,本文设计一款宽带高效反射型超表面双极化转换器.基于电磁波极化调控原理,在两角切方形贴片的基础上,设计一款圆角切方形贴片周期性阵列超表面,实现单一宽频带内高效率线极化和圆极化转换.研究表明,该极化转换器在6.850-11.050 GHz频段内极化转换效率(polarization conversion ratio,PCR)达90％,且性能可维持在入射角≤45.范围内,覆盖整个X波段,实现高效率宽入射角线极化转换;在6.225-6.402 GHz和12.562-13.472 GHz频率范围内轴比(axial ratio,AR)低于3 dB,实现高效率圆极化转换.此外,该超表面具有结构简单、宽入射角、加工方便等优点,可满足微波通信、显微成像等领域的应用需求.

    超表面双极化极化转换X波段

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    基于锥形光纤和球形结构的双参量光纤传感器

    陈宁江超刘昌宁
    694-699页
    查看更多>>摘要：本文设计了一款球-细芯-球结构的双参量光纤传感器,再通过光纤拉锥,对光纤传感器的折射率和轴向应变特性进行了前后对比,通过实验和理论分析可知,双球结构之间的细芯拉锥后,对传感器的应变和锥部区域的折射率灵敏度影响较大.该实验结构简单,制作方便,易于重复.该结构制作的双参量光纤传感器在拉锥后,锥部区域的折射率灵敏度比拉锥前提高了两倍以上,达到50.53 nm/RIU,而轴向应变灵敏度也比拉锥前提高了两倍左右,可达到2.908 pm/με,实验结果基本符合理论推导.

    锥形光纤球形结构细芯光纤折射率轴向应变光纤传感器

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    改进的伽马校正与多尺度融合的水下图像增强

    李华昆李恒赵磊王海瑞...
    700-708页
    查看更多>>摘要：由于光在水下传播会发生吸收和散射,导致采集的水下图像出现模糊、对比度低、色偏、光照不均匀等问题.针对以上问题,提出了一种改进的伽马校正与多尺度融合的水下图像增强算法.首先基于G通道对R和B通道进行补偿,并对RGB三通道进行直方图拉伸后使用灰度世界(Gray World)算法得到颜色校正图像;然后使用改进的伽马函数改善颜色校正后图像光照不均匀问题,得到光照均匀图像,并进行归一化处理;再对光照均匀图像使用限制对比度的自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)算法得到对比度提升图像;最后采用多尺度融合算法对以上得出的3幅图片进行融合,得出增强图像.实验结果表明,提出的算法对不同水下环境的图像均有较好的处理效果,图像质量评价指标得到明显提高.

    通道补偿伽马校正限制对比度的自适应直方图均衡化多尺度融合

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    基于迁移学习的遥感图像场景分类

    刘有耀陈琪李舒曼
    709-714页
    查看更多>>摘要：在遥感图像场景分类中,基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的分类算法存在对训练数据的依赖性,且在缺乏训练数据时分类效果差等问题,提出一种基于迁移学习的分类算法.首先,选取现有的多个CNN预训练模型,利用迁移学习的优势对模型进行微调,目的是提取图像不同的高层特征;然后,融合图像的多种高层特征,使得特征信息更加丰富;最后,将融合后的高层特征输入到基于逻辑回归的遥感图像分类器中,得到遥感影像的分类结果.在UC-Merced_LandUse遥感数据集中进行实验,与现有算法进行比较分析,所提算法在3种评价指标上有明显提升.通过分析实验结果表明,该算法在仅有10％的训练数据下,能够达到92.01％的分类准确率和91.61％的Kappa系数.

    遥感影像场景分类卷积神经网络迁移学习逻辑回归

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    基于小波变换与深度残差融合的图像增强算法

    樊文定李彬华李俊武
    715-722页
    查看更多>>摘要：针对目前基于小波变换图像融合增强算法原始图像中的多尺度细节信息的不足,提出了一种改进的多尺度小波变换与深度残差选择相结合的图像增强算法.利用小波变换对原始图像进行分解提取得到它的多级分解系数后,再利用不同规则对不同层次的小波系数进行重构,与此同时引入深度残差算法的思想对子带系数做残差.对于高频子带系数,计算子带残差的系数与梯度特征融合方法的系数,选用两者最大值进行融合增强;而对于低频子带系数则采用梯度特征融合增强系数与子带残差系数取平均值的算法进行融合.通过在MATLAB平台上的实验对所提出算法进行验证,峰值信噪比相较于对比的方法都有所提高,且均方根误差也得到减小,结构相似度都得到提高,结果表明该算法能增强图像的多尺度细节信息,提高图像的信噪比,且具有更好的图像增强效果.

    数字图像处理信息增强深度残差多尺度分析

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    一种改进EDLines模型的唐卡图像头饰语义分割方法

    王靖齐延兴
    723-728页
    查看更多>>摘要：为了克服现有肖像唐卡图像头饰分割方法的局限性和像素级标注全监督语义分割的高成本,我们提出了一种带有框级标注的弱监督语义分割方法.首先,所提出的方法使用Canny算法来获取头饰的粗糙边缘.其次,利用改进的EDLines算法来提取头饰的关键点.最后,本文使用Polygons处理,根据头饰的特点生成特征掩码.实验表明,在人像唐卡图像佛像头饰的分割中,该方法的平均像素联合交集(mean intersection over union,m IoU)指数比语义分割实例方法(semantic segmentation instance,SDI)高 7.56％,比弱监督实例分割-包围盒先验方法(weakly-supervised in-stance segmentation_bounding box prior,WSIS_BBTP)高 6.11％,具有有效性.

    唐卡图像语义分割弱监督

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    基于增量二维主成分分析的非线性转子系统故障诊断方法

    陈建恩何晓蕾刘军王肖锋...
    729-738页
    查看更多>>摘要：针对智能故障诊断实际应用中存在的故障样本难以大量获取、面对新增故障类别需要一个完整的再训练周期的实时性等问题,提出一种采用增量二维主成分分析(incremental two-dimen-sional principal component analysis,12 DPCA)对非线性裂纹转子系统进行故障诊断的方法.首先构建水平支撑的非线性裂纹转子系统模型及其动力学方程,分别探究不同裂纹深度和质量偏心参数时系统振动响应的变化特征.其次将时域振动信号归一化为图像样本,由I2DPCA算法提取具有高判别力的低维故障特征.在上述处理基础上,使用k-最近邻(k-nearest neighbor,KNN)分类算法进行识别率的计算.数值仿真及相关实验的研究结果表明,基于I2DPCA算法的故障诊断方法可以在高速区域及小样本情形下有效地区分不同故障状况的信号,为裂纹转子系统的早期故障诊断提供了新的检测策略.

    裂纹转子故障诊断增量主成分分析k-最近邻图像处理

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    基于φ-OTDR和YOLO实现PIG跟踪策略的研究

    赵亚丽沙洲路泽永刘欣...
    739-745页
    查看更多>>摘要：提出了 一 种利用相敏光时域反射仪(phase-sensitive optical time domain reflectometer,φ-OT-DR)和YOLOv5(you only look once v5)目标检测算法定位跟踪管道中清管器(pipeline inspection gauge,PIG)的策略.PIG两端皮碗和管道焊缝碰撞时会产生振动,利用φ-OTDR技术可以收集该振动信号在时空图上呈现出区分于其他背景噪声的"倒V"特征.通过获取大量含有"倒V"特征的时空图来构建训练集和测试集,训练集用来训练YOLOv5网络模型,测试集用来测试训练好的YOLOv5网络.经过训练的模型被证明能够准确地捕捉时空图中的"倒V"特征,从而反演PIG的实时位置与路径.将分布式光纤传感器与神经网络算法相结合,进一步提高了 PIG定位跟踪的便捷性与准确性,有利于实现PIG的在线、自动化跟踪.

    事件识别相敏光时域反射仪物体检测PIG定位跟踪神经网络

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