首页期刊导航|激光与光电子学进展
期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
正式出版
收录年代

    低照度下基于图像增强和人脸状态识别的疲劳驾驶检测

    赵洋苗佳龙刘雪枫赵锦程...
    222-234页
    查看更多>>摘要：针对现有的疲劳驾驶检测模型存在的精度低、模型体积较大且在低光环境下性能降低等问题,提出一种基于图像增强和人脸状态识别的疲劳驾驶检测模型.通过改进YOLOv5s模型进行低照度下人脸检测和关键点定位,并在YOLOv5s中引入self-calibrated illumination(SCI)模块对低照度图像进行图像增强.将下采样层替换为StemBlock模块,提高特征表达能力.将主干网络替换为ShuffleNetv2,大幅降低模型的参数量和计算量.引入cbam inverted bottleneck C3(CIBC3)模块以代替C3模块,降低噪声对检测的干扰并增强模型的全局感知能力.在总损失函数中,添加wing损失函数用于人脸关键点回归.之后,使用疲劳状态识别网络判断人脸检测模型定位到的眼嘴部位的开闭状态,最后采用评价指标判断疲劳状态.在DARK FACE数据集上的实验结果表明,对比基准模型YOLOv5s,改进后的YOLOv5s模型在参数量和计算量上分别下降62.12%、63.41%的同时精度提高2.38百分点.所提疲劳驾驶检测模型在YawDD正常光照数据集与自建低光照数据集上分别达到96.07%、94.50%的准确率,优于其他模型且单张图像处理时间仅为27 ms.这表明所提疲劳驾驶检测模型在保证正常环境与低光环境下的检测准确率的同时还能满足实时性要求,且具备部署在算力有限的边缘计算设备上的能力.

    图像处理疲劳驾驶检测人脸状态识别YOLOv5s轻量化算法

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于点云的钢结构模块分层建造误差检测方法

    赵天任章青李朋飞王亚泽...
    235-248页
    查看更多>>摘要：针对海洋油气模块分层建造过程中,各层钢结构由于其制造误差难以顺利对接安装的问题,提出了一种基于点云的对接误差检测方法,首先将相邻两层钢结构的实际扫描点云与相应的建筑信息模型配准,再通过特征提取来计算对接误差.这种自动化的方法可以在实际对接安装前评估对接可行性,为及时修正结构提供参考,减少返工的可能性,相较于传统的人工质量检测,可以有效地提高检测的效率与精度.最后,对两组模拟数据进行了实验,验证了该方法的准确性.此外,结合对接结构特点,提出了一种基于五平面集合的粗配准算法.实验结果表明,所提粗配准算法相较于其他四种配准算法,有效提高了配准精度.

    测量钢结构模块对接误差检测三维激光扫描点云配准建筑信息模型

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于任务特征解耦的自动驾驶视觉联合感知模型

    王越曹家乐
    249-257页
    查看更多>>摘要：针对现有自动驾驶视觉联合感知算法耦合解码网络未考虑各子任务不同特征需求,导致检测任务内部竞争及边缘分割粗糙问题,提出一种基于任务特征解耦的自动驾驶视觉联合感知(TFDJP)模型.在目标检测解码部分,设计逐级语义增强模块及空间信息细化模块,聚合不同语义层次特征,对分类与定位子任务梯度流分离编码,减少子任务间内部冲突,同时在定位部分增加交并比感知预测分支,加强子任务间关联,提升定位精度.在可行驶区域分割及车道线检测解码部分,构建双分辨率解耦分支网络,对目标低频主体区域及高频边界像素分离建模,采用边界损失引导目标完成从局部到整体的训练学习,实现目标主体及边缘的逐步优化,提升整体性能.在BDD100K数据集上的实验结果表明,与YOLOP相比,TFDJP的目标检测平均精度提升2.7百分点,可行驶区域分割平均交并比提升1.3百分点,车道线检测准确率提升10.6百分点.相较于其他多任务模型,TFDJP实现了准确性与实时性的有效平衡.

    图像处理自动驾驶视觉联合感知任务特征解耦语义融合双分辨率解耦

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于改进YOLOv8s的X射线安检图像违禁品检测方法

    董佳鑫罗婷李根赵星...
    258-269页
    查看更多>>摘要：针对违禁品在X射线安检图像中存在漏检、误检的问题,在YOLOv8s模型的基础上提出一种引入动态卷积模块、加权双向特征金字塔网络(BiFPN),以及全局注意力机制的改进模型——YOLOv8s-BiOG.改进模型将骨干网络与颈部网络中的部分卷积模块替换为动态卷积模块,细化违禁品局部特征,增强特征提取能力.然后,用BiFPN对模型特征融合网络进行改进,优化模型处理不同尺度特征融合的能力.最后采用全局注意力机制,减少特征的丢失,增强违禁品检测性能.在SI2Pxray数据集和OPIXray数据集上的实验结果表明,改进模型对多种违禁品的检测精度有显著的提升.

    违禁品检测YOLOv8s动态卷积BiFPN全局注意力机制

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于极线约束的水下目标激光重建方法

    王姮徐鹏林海涛李永龙...
    270-278页
    查看更多>>摘要：针对三维点云可视性差与光线折射导致点云重建精度低的问题,提出了基于极线约束的水下目标激光重建方法.通过点的对应关系得到仿射变换矩阵,实现"水下-陆上"图像仿射变换,削弱光线折射的影响,进而提升重建精度.利用极线约束原理改进激光特征点提取方法并完成点云着色,进一步提升重建精度.对比实验结果表明,所提方法的平均重建误差为0.459 mm,优于现有的三维重建算法,所提方法实现了水下目标重建精度提升与三维点云可视性的提升.

    水下三维重建仿射变换矩阵极线约束激光特征点提取点云着色

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于全景病理图像的肿瘤钙化智能评估方法

    万真真李昊成施宁刘雨薇...
    279-287页
    查看更多>>摘要：肿瘤钙化是指在肿瘤组织中的钙盐沉积现象,在病理图像中,肿瘤钙化区域的占比分析对于疾病进展监测、治疗效果跟踪以及精准医疗如评估肿瘤生长和放化疗效果具有重要意义.全景病理图像相较于传统病理图像具有高质量图像保存、远程访问和共享、多维数据分析等优势,结合人工智能算法自动化的图像分割、特征提取和数据计算使得病理评估过程更加高效、精准.病理图像中的肿瘤钙化区域形态多样且分布离散,医生通常需要人工估算钙化区域占比,耗时且不精准.为解决这一问题,研究了一种基于全景病理图像的肿瘤钙化智能评估系统,该系统采用融合注意力模块的ECR-UNet网络实现钙化区域的精准分割,并采用边缘检测技术分割病理图像的外轮廓,再分别计算出二者面积后得到钙化区域占比.改进后的网络在测试集上展现出较好的分割性能,其Dice系数、准确率和精确度分别为 89.13%、98.94%和90.81%.将分割后计算得到的病理图像钙化区域面积、外轮廓面积和钙化区域占比与医生的金标准进行对比,结果显示,平均精度分别为92.25%、99.05%和91.76%.该方法为肿瘤钙化区域的检测提供了有效工具,可辅助病理医生进行肿瘤钙化诊断工作.

    医学图像处理肿瘤钙化全景病理图像计算机辅助诊疗数字病理切片扫描仪

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于MEMS全景激光雷达的束搅系统设计

    翟雷应聂胜伟南敬昌王义杰...
    288-295页
    查看更多>>摘要：以微机电系统(MEMS)微镜为核心的激光雷达具有高分辨率、小型化、低成本的优点,但存在着扫描角度小,全景系统构建困难等问题.为此,提出了一种新颖的片上全硅集成的360°激光雷达束搅系统.在锥镜顶部设计了柔性梁,形成多维度扭转中心,在锥镜底部设计了MEMS梳齿驱动器驱动的面内扭转及二维扫描联合牵引机构,构建了以锥镜顶部为旋转中心,以底部牵引机构为驱动的360°环带空间动态光束搅系统.采用Coventor有限元软件分析了束搅系统的运动特性.结果表明,四棱锥镜的单个镜面在50 V的驱动电压下,能够获得±29.32°的面内扭角和±1.8°的离面扭角,形成覆盖360°的环形扫描视场和3.6°的纵向视场.所设计的系统解决了目前MEMS激光雷达视场角较小的问题,实现了全景图像采集.该研究为自动驾驶提供了全景激光雷达的理论模型.

    微机电系统微镜棱锥微镜360°全景成像梳齿驱动器

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于改进YOLOv8s的SAR图像舰船目标检测方法

    杨明秋左小清董燕
    296-309页
    查看更多>>摘要：针对现有算法在合成孔径雷达(SAR)图像舰船目标检测任务中存在检测精度不高、易漏检、模型体量大不易部署、实时性不高等问题,提出了一种基于YOLOv8s改进的轻量SAR图像舰船目标检测模型.首先,提出了一种轻量残差特征增强模块ACC,该模块采用自适应池化的方式来提取不同的上下文信息,用残差增强的方式减少丢失特征金字塔中处于最高层次的特征信息,改善高层次特征的表达,提升网络对小目标的检测能力;然后,引入轻量动态蛇形卷积(DSConv),替换标准卷积操作的功能,优化模型对细小条形舰船目标的检测效果,减少目标漏检;最后,融合轻量BiFormer动态稀疏注意力模块,进一步优化小目标检测效果.在公开的SAR 影像舰船目标检测数据集(SSDD)上,所提出的算法比原算法在精确度(Precision)、召回率(Recall)、平均精度均值(mAP@0.5)上分别提升了5.0、3.6、3.3百分点,显著提高了模型对SAR图像舰船目标的检测能力.在高分辨率SAR图像数据集(HRSID)上进行模型的泛化实验结果表明,所提模型的图像检测效果优于其他经典模型.

    舰船目标检测SAR图像残差增强动态蛇形卷积动态稀疏注意力

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于机场目标的光学遥感影像MTF在轨检测方法

    王海宇刘晓杜丽丽孙晓兵...
    310-324页
    查看更多>>摘要：传统调制传递函数(MTF)检测方法不仅依赖于人工靶标或典型地物目标,还受大气干扰较多,检测周期较长.在传统方法基础上,提出了一种基于机场目标的MTF在轨检测方法,分析了检测过程中的大气干扰特性并建立MTF补偿模型.采用分布在全球多地的大中型机场作为检测目标,探讨了快速MTF在轨检测的可行性,并利用全球9座机场共12组数据开展了在轨MTF快速检测验证试验,以560 nm波段为例,与官方MTF检测结果平均偏差0.017.在气溶胶光学厚度较薄的条件下,以Sentinel-2卫星多光谱影像作为测试对象,对4座机场开展了机场目标MTF在轨检测可行性和快速MTF在轨检测方法验证实验,与官方的Sentinel-2卫星MTF检测结果进行比对,二者的平均绝对偏差小于0.04.该方法可在短期内实现对MTF指标的高频次检测,消除单次检测结果的偶然性,提高检测结果可靠性和稳定性.

    光学遥感在轨检测调制传递函数机场目标

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    离轴激光雷达的归一化重叠因子模型分析与验证

    魏飞龙李仕春刘家辉高迎春...
    325-334页
    查看更多>>摘要：针对离轴激光雷达中重叠因子的分析与校正问题,提出归一化重叠因子模型分析方法,将5维组件参数的传统几何面积重叠因子模型简化成4维结构参数描述,实现模型降维与特征点标识.分析了光束准直系数、收发模块半径比、收发模块视场比和收发模块间距半径比4个结构参数对重叠因子的影响规律,分析表明,当光束准直系数在一定范围内变化时,重叠因子曲线在某一探测距离处存在一个特征点,该特征点可作为激光雷达收发双轴调整的对准指标.采用水平实验法,验证该归一化模型及其校正的有效性.结果表明,归一化模型求得的重叠因子与实验法相比在0～1 km的平均误差为0.016,经重叠因子校正后近场有效探测距离从510 m减小至盲区终点107 m.该归一化模型有助于判别激光雷达收发双轴调整的平行度,推动自动调整激光雷达产品的实用化进程.

    激光雷达重叠因子离轴激光雷达归一化平行度

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据