• 2013年第0卷第8期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 一种高频双FBG加速度传感器及其解调方法

      2013(8):1445-1450.

      摘要 (2014) HTML (0) PDF 1.09 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了适应光纤传感器在高转速机械设备安全监测 中的应用,设计了一种双光纤布拉格光栅(FBG)对称式 的高频光纤光栅加速度传感器,并提出一种新的匹配FBG解调方法。阐述了传感器 的结构和工作原理,利用有限元方法分析了传感器的静态与动态特性,并通过实验对传感 器的灵敏度、幅频响应特性和横向 抗干扰能力等方面进行了测试。提出了基于比值法的匹配光纤光栅解调原理,消除了光源不 稳定 等因素对检测精度的影响。实验结果表明,本文传感器谐振频率为900Hz,灵敏度为88mV/g,加速度测量 范围大于80m/s2,横向 灵敏度系数小于10%,并具备较好的抗干扰能力。

    • 采用IFVD-QWI技术制备电吸收调制DFB激光器

      2013(8):1451-1455.

      摘要 (2148) HTML (0) PDF 768.41 K (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 法在I nGaAsP多量子阱/InP缓冲层/InGaAs层上沉积SiO2薄膜,通过N2气氛下快速热退火(RTA )方法实现无杂质空位扩散(IFVD)的量子阱混杂(QWI)。对不同退火温度下量子 阱增益峰值波长的蓝移特性进行了实验摸索,在780℃@80s的退火条 件下,可以获得最大72.8nm的相对波长 蓝移量,并且发现快速热退火RTA温度低于780℃以下时,LD区的波长 蓝移量随温 度变化基本能控制在10nm以内。 通过选取合适退火条件实现了光荧光(PL)峰值波长约50nm的蓝移量, 在选区制备出合适带隙波长材料的基 础上,在LD区制作全息光栅并二次外延P型掺杂电接触层后,采用标准化浅脊波导电吸收 调制(EAM)分布反馈 激光器(EML)工艺制备了1.5μm波长的EML管芯,器件阈值为 20m A,出光功率达到2mW@90mA,静态消光比在+6V反偏压下为9.5dB。

    • 新型注入锁定光电振荡器高频率稳定性研究

      2013(8):1456-1460.

      摘要 (1811) HTML (0) PDF 970.37 K (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入研究光电振荡器(OEO)的单模振荡以及提 高频率稳定性,提出一种电注入锁定(OEO模型。从注入锁定理论出发,理论分析了此模 型对于提高稳定度和边模抑制的优越性,以及硬件 实验方案的可行性。实验结果表明,在电滤波器带宽60MHz的条件下 ,注入锁定方案实现了光纤长为2.776km的OEO单环单模 振荡,边模抑制比(SMSR)大于50d B,得到载波为10GHz,相位噪声为-100dBc/Hz@10kHz(注入源信号 的相位噪声-86dBc/Hz@10kHz);以注入源信号为参考,把锁定信 号与注入信号鉴相,通过阿伦方差计算,得到×10-13的短 期稳定度和×10-16的长期稳定度。

    • 马赫-曾德尔电光调制器多工作点偏压控制技术

      2013(8):1461-1466.

      摘要 (1699) HTML (0) PDF 928.85 K (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:马赫-曾德尔电光调制器(EOM)由于其自身结构因 素的制约,容易受到自身温度变化和外界环境 的干扰,导致其 工作性能不稳定。本文提出并实现了一种基于检测工作点斜率的马赫-曾德尔EOM自动偏 压控制方案。 首先输入一微扰信号,然后通过检测调制信号的工作点斜率判断EOM工作点的漂 移方向和漂移量, 并最终调节偏置电压使EOM稳定工作。本文方案不仅可控制EOM工作在其传输特性曲线的任 一位置,而且避免了光源本身功率不稳定对偏压调节的影响。实验表明,当该电路用于脉冲 调制控制时,电光调制器消光比的上下浮动小于等于0.26dB,大大提 高了EOM的工作稳定性。

    • 红绿掺杂有机电致发光器件发光性能的研究

      2013(8):1467-1471.

      摘要 (1865) HTML (0) PDF 918.92 K (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:制备了结构为ITO/MoO3(x nm)/NPB(40nm)/CBP:14%GIr1(12.5nm)/CBP:6%R-4b(5nm)/C BP:14% GIr1(12.5nm)/BCP(10nm)/Alq3( 40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的红绿磷光器件,G Ir1和R-4B分别为新型绿色和 红色磷光染料,采用绿-红-绿掺杂顺序,结合BCP对空穴的有效限制作用,研究了不同MoO 3厚度器件的发光 机理。结果表明,在MoO3为40nm时,器件发光性能较好,在电压 为5V、亮度为100cd·m-2时,得到最大的 电流效率为16.91cd·A-1。为提高器件光效,增加TCTA电子 阻挡层,获得了最高电流效率20.01cd·A-1。原因主要是, TCTA的HOMO能级介于NPB和CBP之间,促进空穴注入;TCTA较高的三线态能量对发光层激子的 限制。

    • >光电子信息技术
    • 图压缩优化光组播最小网络编码路由

      2013(8):1472-1476.

      摘要 (1556) HTML (0) PDF 805.06 K (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:将网络编码和光网络相结合可以有效解决光网络的 带宽资源利用率等问题。然而,在光网络中进行编码操作,又将增加光网的光域运算开销、 复杂度和缓存需求。为了减少光网络中网络编码的操作次数,本文提出一种基于图压缩的方 法优化光网络拓扑结构, 结合智能优化遗传算法(GA)实现组播最大速率的光组播最小编码节点,通过对光网络拓扑结 构中的一类特殊潜在编码节点 进行压缩处理,达到缩小算法搜索空间、排除大量非最优解的目的。仿真结果表明,通过本 文图压缩优化后的光网络拓扑结 构,可以使得现有的智能优化GA在求解光组播最小网络编码路由问题时效率更高,寻找到的 解更优。

    • 一种降低相干光正交频分复用系统序列相关性的方法

      2013(8):1477-1482.

      摘要 (1469) HTML (0) PDF 966.30 K (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中四波 混频(FWM,four-wave mixing)效应对系统性能的影响,提出了一种新的降 低CO-OFDM系统中各个子载波序列相关性的方法——偏载波填充法(PCF,partial carrier filling)与部分序 列传输(PTS,partial sequence of transmission)相结合。理论分析和仿真表明,这 种方法能有效降低 CO-OFDM系统的序列相关性,从而抑制信道内FWM效应对CO-OFDM系统带来的损伤。研究结 果表明, 本文提出的方法在传输距离达103km的情况下,误码率(BER)仍然低于10-3,与PTS方法相比,降低了将近1个数量级。

    • 基于格雷对辅助的直接检测光OFDM符号定时同步新算法

      2013(8):1483-1488.

      摘要 (1752) HTML (0) PDF 1.17 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了在直接检测光正交频分复用(DD-O-OFDM ,direct detection-optical-orthogonal frequency division multiplexing)传输系统中使用格雷对训练序列做定时同步算法。新算法利用格 雷对的非周 期自相关互补特性处理双滑动窗内的信号,获取信号能量;通过设计符号定时函数对信号能 量进行 处理,使得在获取信号能量的同时定时测量函数达到最大值,从而得到准确的符号定时点 。 实验统计表明,在DD-O-OFDM系统下,经200km标准单模光纤(SSM F,standard single mode fiber), 以1.5Gbit/s的速率传输后,本文算法在接收端能准确地捕获定时点 ,获得很高的捕获率,且比其它算法 有更低的时偏均值及均方误差(MSE)。当接收功率低于-36dBm时,新算法仍然能够获得最小的 定时估计均值和MSE,而其它算法性能明显下降。同时,在低于-40dBm的接收功率情况下,新算法仍能准确地捕获定时点,降低了同步算法对色散的敏感度 。

    • 基于非线性极化旋转的光阈值性能的改进实验方案

      2013(8):1489-1493.

      摘要 (1416) HTML (0) PDF 974.73 K (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于非线性极化旋转(NPR)的阈值方案具有阈值功 率点低、对色散不敏感等特点, 但由于本身结构原因,其输出功率与输入功率成正弦关系,导致阈值性能不稳定。 为了改善基于NPR阈值方案的性能,本文提出并实验研究了在输出端 加可调带通滤波器(TBPF)的改进方案。改进后的阈值方案稳定了阈值输出功率,提高了阈值 性能。同时,改进方案中采用的TBPF能够实现阈值功率传输曲线的调节,可适应不同系统的 需求,改变了以往阈值器件因物理结构一旦确定而阈值性能不改变的缺陷。

    • OPM产生四倍频光载毫米波的双向ROF系统

      2013(8):1494-1499.

      摘要 (2863) HTML (0) PDF 1.18 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种采用单个光相位调制器(OPM)和光纤布拉格光栅(FBG)滤波 器产生四倍频光载毫米波的双向光纤无线通信(ROF)系统。在中心站(CS),系统采用基带 信号与射频(RF)信号混频 后去驱动OPM,以产生抑制一阶边带的多边带光信号。在基站(BS),利用FBG滤波器将信号的 重复频率增至 4倍。实验结果显示,经过40 km光纤传输后,下行链路信号的眼图清晰可见,功率代价小于 1.6 dB。本文方 案中,由于没有额外增加激光源使得基站结构进一步简化,同时四倍频技术降低了RF信号的 频率,系统成本大大降低。

    • 便携式点对点可见光通信终端的实验研究

      2013(8):1500-1506.

      摘要 (2084) HTML (0) PDF 1.15 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用开关键控-非归零码(OOK-NRZ) 调制编码 技术,设计并实现了一对基于ARM7处理器(LPC2148)的便携式点对点可见光通信(VLC)收/发终端。发送端由编码器、光 源驱动器及单个白色发光二极管(WLED)构成,接收端由可见光探测器、信号处理电路及 解码器构成。实验研究了WLED的发射谱和可见光探测器的响应谱,测试分析了VLC信道 的时域和频域的电-光-电(EOE)响应。阐述了系统结构和原理,编写了通信软件并制定 了 相关协议,实现了系统的软、硬件集成。利用研制出的通信装置,建立了点对点通信链路, 并开展了数据通信实验。结果表明,在发送端,为了最大化地降低误码率(BE R),WLED 的调制系数应设置为0.68~1.00,即在一定的交流调制信号幅度下, 需要向WLED提供合适的 直流偏置电压;在接收端,在一定的阈值判决门限电压下,VLC传输呈带通特性。在 所优化选择的系统参数下,系统的通信距离为0.5 m,可达到的最快信息传输速率约为4Mbps,BER小于10-6。利用多个WLED构成阵列光源 ,系统可进一步满足更长距离的 通信需求,从而在室内、外短途通信方面具有潜在的应用价值。

    • 偏分复用系统中直接解复用反馈信号建模及验证

      2013(8):1507-1513.

      摘要 (1694) HTML (0) PDF 1.14 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:在采用直接解复用的偏分复用(PDM)系统中,反馈 信号是决定系统解复用性能的关键因素,因此反馈信号的选取与正确建模 至关重要。本文详细分析了两偏振态信号光相干性对基于光功率差和射频(RF)功率两种直接 解复 用反馈信号的影响,完善了相关的 理论模型,建立了100Gbit/s的PDM- DQPSK传输 系统仿真平台,对两种 反馈信号的解复用效果进行了验证。结果表明,无论两 偏振态信号光的相干性如何,基于光功率差的反馈信号都适用,而RF功率反馈信号只适用 于信号光相干度较大的情况;在两 种反馈信号均可以使用的情况下,它们的解复用效果基本相同,引入的光功率代价均约为0.1dB。

    • >材料
    • 微乳液法制备竹节状纳米管的机理研究

      2013(8):1514-1518.

      摘要 (1632) HTML (0) PDF 877.44 K (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过反相微乳液法制备不同形貌的CdSe纳米晶。 利用X-射线衍射(XRD)和透射 电子显微镜(TEM)技术对纳米晶的结构和形貌进行表征。结果表明,纳米晶主要由CdSe 和Na2SO4组成,根据Sherrer公式计算得到CdSe(100)方向的 晶粒尺寸D100=35nm;不同制备 条件下,纳米晶的形貌有短链状CdSe纳米晶、项链状和竹节状CdSe纳米管。其形成 机理是:由于界面膜处束缚水含量小于水核内部自由水含量,造成CdSe纳米球外 层密度小于中心密度,浓度差驱使Se2-与Cd2+向外层扩散形成CdSe空心纳米 球;最终在取向附生生长机制下,CdSe空心纳米球生长为项链状和竹节状纳米管。

    • 不同类型掺杂剂对AgCl微晶中光电子衰减特性影响

      2013(8):1519-1523.

      摘要 (1910) HTML (0) PDF 859.25 K (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:电子陷阱掺杂可明显改善晶体材料中光电子衰减 特性,最终改善其物理性能。利用微波吸收介电谱检测技术,对 30%Ag位置处掺杂不同浓度K4和(NH4)2IrCl6的立方体AgCl微晶中自 由和浅束缚光电子衰减时间(FDT,SDT)分辨谱进行了检 测。结果表明,对于掺杂K4的样品,随掺杂浓度增加,FDT逐渐从 157ns延长至520ns;且不同浓度掺杂时的FDT均大于未掺杂时的 FDT(150ns)。 而对于掺杂(NH4)2IrCl6的情况,随掺杂浓度增加,FDT逐渐从126ns减小至45ns;且不同浓度掺 杂时的FDT均小于未掺杂时的FDT(150ns)。分 析得知,K4掺杂在AgCl中引入了能暂时俘获光电子的浅电子陷阱(SET s);而(NH4)2IrCl6掺杂在AgCl中引入了能长时间俘 获光电子的深电子陷阱(DETs)。同时对光电子衰减动力学过程分析得知,陷阱的类型 对光电子衰减寿命分区影响不同,SETs的引入使光电子衰减寿命曲线明显呈现两个指数 衰减区,而DETs的引入使光电子衰减寿命曲线只呈现一个指数衰减区。

    • >测量·检测
    • 视觉测量中圆形标记点的高精度定位

      2013(8):1524-1528.

      摘要 (1561) HTML (0) PDF 793.89 K (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了消除透视变换过程中产生的圆心偏差,基于交 比不变和配极对应原理,提出了一种利用同心圆目标精确定 位圆心在图像中的真实投影点的方法。首先介绍相关的理论基础,然后详细介绍了算法 的实现步骤,最后通过仿真和真 实图像实验验证算法的正确性以及影响圆心定位精度的因素。实验结果表明,本文算法可以 稳定、准确地获取圆形目标的真 实投影点,且投影点的定位精度要优于0.2pixel,相较椭圆拟合法 具有明显的精度优势;同时,本文算法仅包含简单的线性运 算,因此具有较高地运算效率。由于本文算法对摄像机和同心圆的物理参数无任何要求,因 此具有应用广泛的特点。

    • 基于大小场景整合的遥感小目标检测算法

      2013(8):1529-1536.

      摘要 (1496) HTML (0) PDF 1.65 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前遥感图像小目标检测算法遇到的复杂背 景建模困难、先验信息严重匮乏等问题,考虑 到昆虫视觉系统在图像处理方面的优势,提出基于蝇视觉系统大小场景(LF-SF)整合的信 息处理模式解决遥感 图像存在复杂背景的目标检测。蝇视觉的LF-SF整合机理无需考虑图像背景的复杂度以及目 标先 验信息,在抑制复杂背景纹理特征的同时对稀有目标特征进行增强,最后通过加权融合实现 目标检测。实验结果表明,本文算法在算法设计、处理速度以及检测精度均优于现有算法 。

    • 嘉陵江水体平水期水质的三维荧光光谱监测分析

      2013(8):1537-1541.

      摘要 (1613) HTML (0) PDF 906.30 K (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:嘉陵江是重庆的重要饮用水源,其水质与城市居 民的生活和生态环境息息相关。为研究其水质及其变化,在重庆主城区嘉陵江段平水期3~5月,采用三维荧光技术对7个取样点的水体样品进行 分析,得到了溶解性有机质(DOM)含量变化引起的三维荧光光谱变化数据,水体样品存在 两个荧光峰分 布,荧光峰Ⅰ激发波长λex=330~350nm,发射波长λem=400~450nm;荧光峰Ⅱ激发波长 Eex=270~300nm, 发射波长λem=320~350nm。结果 表明,取样江段水样三维荧光谱中的荧光峰主要由类腐殖 质和类蛋白质形成;同时,由于受到气温、降雨、地理环境等因素的影响,3-5月各河段水 样的荧光指数(f450/50)分别 在1.41~1.57、1.30~1.47和1.42~1.68之间,由此可以判断,采样时 间段内水质污染主要是陆源性输入形成。

    • 基于互补型格雷编码的离焦二元光栅相位展开方法

      2013(8):1542-1548.

      摘要 (1640) HTML (0) PDF 1.22 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:离焦投影使编码光图像黑白灰级跳变产生模糊而 造成二值化错误,导致相位级次解码 出错,影响相位展开。本文提出利用互补型格雷编码光计算相位级次,完成离焦二元光栅相 位展开。生成两种编码光序列,出现误码的位置相互交错,具有互补性。结合 两种互补性编码光图像进行相位展开,可有效避免编码光图像二值化错误所引起的误码影响 。对陡 变物体测量的结果表明,相位相对误差(RE)为1. 03%,误差峰谷值(PV)为0.24rad,均方差(RMS )为0.14rad。本文方法提高了离焦二元光栅测量精度 ,扩大了测量范围,尤其适用于陡变或不连续物体的三维面形测量。

    • 基于多传感器粒子权重优化的序贯最大似然比故障诊断算法

      2013(8):1549-1556.

      摘要 (2026) HTML (0) PDF 1.20 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多传感器量测下非线性系统故障诊断问题,给 出了一种基于多传感器粒子权重优化的序贯最大似然 比检验——故障诊断(SMLR-MWOPF)算法。首先,为改善量测随机噪声对粒子权重度量稳定 性不良影响,结合多源信息融合技术实现 对多传感器量测中冗余和互补信息的提取和利用,设计一种粒子权重优化策略;通过减小粒 子权重方差以改善粒 子权重的可靠性和稳定性,进而实现滤波器估计精度的提升。其次,结合序贯概率比检验(S PRT)和交互式多模型(IMM)框架构 建了一种基于残差检测的在线序贯最大似然比检验方法;另外,在结构上合理简化输入交互 和输出交互环节,以 降低粒子滤波(PF)在IMM模型结构实现中的计算复杂度。理论分析和仿真实验验证了算法的 可行性和有效性。

    • 基于平面标靶的线结构光参数一体标定算法

      2013(8):1557-1562.

      摘要 (1943) HTML (0) PDF 831.18 K (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确地标定系统参数是利用线结构光进行高精度 测量的前提,提出了一种基于平 面标靶的线结构光参数标定算法, 以期达到在工业现场进行高精度标定的目的。系统标定时,需要将激光线投射到平面标靶上 ,并在不同位置拍摄带有激光线 的标靶图像。首先,计算相机内参数;然后,通过内参数确定标靶平面在相机坐标系下的方 程,并由此计算出激光点在相机坐 标系下的三维坐标;最后,通过线性最小二乘方法拟合得到光平面方程。相对于交比不变方 法,本文算法可以获得更加稠密、 准确的标定点。在一种结构光扫描系统中的应用结果表明,本文算法均实可行,光平面标定 平 均误差为0.024mm,系统扫描平均误差为0.035mm。

    • 一种基于退偏效应的激光尾流信号检测方法

      2013(8):1563-1568.

      摘要 (1846) HTML (0) PDF 1.23 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对激光探测尾流时尾流信号受水体散射干扰不易 检测的问题,提出利用线偏振激光通过无气泡水 体与其通过尾流气泡群区域退偏特性差异性,区分水体散射光与尾流散射光的信号。采用本 文的退偏探测方 法,对在不同探测位置和不同探测角度下、不同尺度气泡群体散射光信号的尾流进行测量。 实验表明,当尾流中气泡的尺度在10~150μm范围内时,本文方法 对前向或后向探测信号均行 之有效;随着气泡尺度的增大,退偏效应仅在前向散射光信号探测时呈现;水体散射光与 舰船尾流散 射光的信号在本文方法测试下呈现了明显的区别,并具有稳定的信号特征,可大幅度提高激 光探测尾流的能力。

    • 基于小尺寸靶标组合的大视场摄像机标定方法

      2013(8):1569-1575.

      摘要 (1543) HTML (0) PDF 1.26 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:摄像机标定是计算机视觉中的一个重要过程。大视 场摄像机标定中,大尺寸靶标加工困难,而使 用单一小靶标只能得到局部最优解。本文针对这一问题,提出一种基于小尺寸靶标组合的 大视场摄像机标定方法。利用摄像机多项式投影模型,通过差分式求解方法将各个小尺寸靶 标组合成一个大尺寸靶标,然后使 用大尺寸靶标对大视场摄像机进行精确标定;在小尺寸靶标组合过程中,为了消除 利用差分式方 法进行求解时各个小尺寸靶标间只能平移、不能旋转的安放限制,提出了一种基于交比不变 性的直线夹角 求解方法,并设计了相应的复合靶标,提高了方法的灵活性。仿真和实际的实验结果表明, 本文所提方法能够实现对大视场摄像机的精确标定。

    • >多媒体通信
    • 立体视频右视点图像宏块丢失错误隐藏算法

      2013(8):1576-1583.

      摘要 (1446) HTML (0) PDF 1.32 M (393) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据宏块的运动特性,提出了一种立体视频右视 点图像宏块丢失的错误隐藏算法。根 据视点内时域相邻帧及 视点间相邻帧的相关性估计丢失宏块的运动静止特性,将丢失宏块分为运动块和静止块。对 于静止块,直接使用时 域帧拷贝的方法恢复;对于运动块,使用外边界匹配准则选择候选块并赋予相应的权重得到 加权候选块,根据最优 候选块和加权候选块的边界匹配值自适应地选择最优块或空域插值方法恢复丢失信息。实验 表明,本文算法提高了 隐藏图像的主客观质量。在不同量化参数(QP)和不同宏块丢包率(PLR) 的情况下,经本文算 法恢复后图像的峰值信噪比(PSNR)与普通JM算法相比,平均提高0. 77~3.22dB。

    • 用于多视视频加深度的错误隐藏算法

      2013(8):1584-1591.

      摘要 (1593) HTML (0) PDF 1.09 M (384) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种针对多视视频加深度(MVD)的错误隐藏( EC)算法。算法充分利用MVD特有的深度 信息及当前丢失宏块周围正确解码的宏块信息,将丢失宏块分为3类不同属性的宏块。针对3类宏块的特 点,分别提出了基于候选运动矢量修正(CMVR)、基于深度的外边界匹配(DOBMA)以及自适应 权 值的EC(AWEC)等模式。实验表明,本文提出的算法在保证相同的视频主客观质量情况下, 能够快速有效地实现EC。

    • 基于变化检测和帧差累积的视频对象分割方法

      2013(8):1592-1599.

      摘要 (2131) HTML (0) PDF 1.24 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前许多视频对象分割方法中分割边界不精 确、遮挡和不规则运动问题解决效果 不好等问题,提出一种新的视频 对象分割算法。利用人眼的视觉特点,即对运动(时间梯度)和边缘(空间梯度)都特别敏 感,把帧间运动变化检测(时域 定区间帧差累积)和图像的边缘检测结合起来,首先利用t显著 性检验检测对称帧的帧间变化,再对检测出的初始运动变化 区域进行时域定区间帧差累积计算,并进一步整合形成记忆掩膜(MT);然后应用改进的Kirs ch边 缘检测算子较为精确地检测当 前帧中所有的边缘信息,减少MT膜中的残留噪声,并通过时空滤波获得语义视频对 象平面;最终选择性的应用填充及 形态学处理操作,实现视频对象的分割。实验结果验证了本文算法的有效性和准确性。

    • >模式识别
    • 基于低成本眼动记录系统的视线估计研究

      2013(8):1600-1605.

      摘要 (1571) HTML (0) PDF 1.01 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:高精度眼动记录技术现已非常成熟,但昂贵的价 格限制了当前商用眼动仪的应用 范围,发展灵 活、低成本的眼动记录系统将是眼动跟踪技术的重要研究方向。本文设计了一种 低成本、低侵 入性的耳麦式眼动记录系统。系统由两个普通CMOS摄像机及耳麦式支架构成,两个摄像机 分别记录注 视场景图像及人眼图像,成本仅为当前商用眼动仪的几百分之一。针对系统 采集的数据,提出一种分段 加权环形Hough变换算法提取虹膜轮廓及中心作为特征,采用支持向量回归(SVR)算法 估计注视点与特征点位置 的映射关系。设计了一种简便的标记注视点坐标的方法,实现注视估计。实验结果表明, 对场景图像中随机位置的注视方向估计平均误差为1.57°,表明低成本眼动仪可以满足日常 交互需求。

    • 基于Gabor滤波和K-medoid聚类分析的人眼检测和瞳孔定位

      2013(8):1606-1612.

      摘要 (1612) HTML (0) PDF 1.00 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对人眼检测过程中存在的表情、光照和眼镜遮挡 等干扰因素的影响,提出一种基于Gabor滤波和 K-medoid聚类分析的人眼检测和瞳孔定位方法。首先采用鲁棒性较好的眼部横向特征作为 检测对象来设计了Gabor 滤波器,以突出眼部的横向特征;然后根据Gabor滤波后的眼部特征,并结合K-medoid算法 设计了聚类算法检测人眼;在人眼检测基础上,结合灰度分布特征和熵函数设计了瞳孔定 位方法。在BioID人脸库和FERET彩色人脸 库上进行了实验,结果表明,本文方法在两个图库的3470幅人脸图像 上能够达到97.8%的检 测率,并且在设置误差阈值较小(0.15)情况下仍能达到95.5%的瞳孔定位准确率。

    • 一种鲁棒的基于深度数据的行为识别算法

      2013(8):1613-1618.

      摘要 (2041) HTML (0) PDF 768.60 K (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:人体行为识别在视频监控和人机交互中具有重要应 用,利用深度数据进行行为识别是近年兴起的技术,并取得了一定的进展,但还没有一个公 认的、鲁棒性好的行为描述方法,且性能有待提高。针对以上问题,本文提出了3种鲁棒的、深度数据上的行为描述方法,并结合支持向量机(SVM)分类器在两个公开的且具 有挑战性的深度数据集上对 它们进行评估。实验结果表明,本文提出的行为描述方法具有较好的区分性和鲁棒性,其性 能比一些先进的且具有代表性的算法性能更好。

    • >图像和信息处理
    • 基于稠密局部自相似特征流的图像配准算法

      2013(8):1619-1628.

      摘要 (1926) HTML (0) PDF 1.65 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于稠密SIFT流图像配准算法执行效率和配准准确率有待提高的不足,提出了一 种基于稠密局部自 相似(LSS)描述符构建的稠密改进的LSS(ILSS)特征流的图像配准算法。算法通过颜色空间转 换分离出彩色图像中的 颜色和亮度信息,只在亮度通道上提取稠密LSS特征以大幅度提高图像特征提取阶段 执行效率。随后以 保持特征流场光滑性为约束条件,采用金字塔多分辨率迭代法提高LSS特征流场估计 阶段的执行效率。 多分辨率迭代法的基本思想是先在图像粗粒度网格上快速估算出初步的特征流场,然后再逐 步求精获得最 终精确的特征流场。大量实验表明,与稠密SIFT流相比,基于稠密ILSS特征流的图像 配准算法在图像内容发生较大变化时具有更好的鲁棒性,同时具有更高的执行效率和图像配 准确率。

    • 基于Tetrolet变换的图像融合

      2013(8):1629-1633.

      摘要 (1796) HTML (0) PDF 877.60 K (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:Tetrolet变换与目前广为采用的小波变换相比, 在处理高维信号时具有更好的方向 性,能够精确 地表达图像的结构及纹理特征。本文将Tetrolet变换用于不同频谱图像的融合,以期获取更 大的信息量。 首先,将待融合的图像分别进行Tetrolet变换,得到不同尺度的高通和低通子带。然后,对 低通子带采用 基于局部区域梯度信息的融合方法得到低通融合系数,而对高通子带采用基于邻域方差加权 的融合方法得 到高通融合系数;最后,通过重构得到融合图像。采用多种图像进行了融合实验,其结果均 表明,经Tetrolet 变换获取的融合图像特征更为丰富、信息量更大,融合图像的信息熵和标准差都优于目前广 为采用的小波 变换和PCA变换图像融合算法;本文方法可有效地提高ATR系统和视觉对目标的识别探测概率 和降低虚警率。

    • SAR图像中目标配准的稳健加权核主成分分析方法

      2013(8):1634-1643.

      摘要 (1691) HTML (0) PDF 1.76 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对震前震后合成孔径雷达(SAR)图像中发生复 杂形变的目标,提 出了基于稳健的加权核主成分分析(KPCA)的配准方法。首先,提出 一种稳健的 加权KPCA(RWKPCA)方法,不仅能获得震前震后形变目标的共同稳健核主成分(RKPC s),还可 以作为异常值判别准则;其次,利用在共同RKPCs上的投影定义震前震后形变目标特 征的相似性度 量;最后,利用特征的相似性度量精确配准形变目标。对2008年5月12日汶川地震前后的S AR图像进行配准并与现有方法进行比较,结果表明,本文方法能够有效的得到形变目标的 共同RKPCs,并得到很好的配准结果。

    • >光物理
    • 非线性自适应迭代重建算法用于相干层析抗噪仿真

      2013(8):1644-1650.

      摘要 (1943) HTML (0) PDF 1.27 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步完善非线性自适应迭代重建算法(NAIRT) 并将其可靠地应用于实际流场层析诊断,仿真研究了NAIRT的抗噪性能。 采用仿真技术,模拟含跳变的复杂空气流场,相干投影,获得Radon变换投影数据。采用Ran dG函数模 拟产生Gauss随机噪声,噪声的相对强度通过信噪比(SNR)标征,设置强 度不同的SNR,获得相应的随机噪声。 随机噪声与投影数据线性叠加,获得含噪投影。采用NAIRT逆投影重建,重建结果与无噪重 建结果比较, 并用均方差(MSE)对重建结果定量分析。结果发现,在60dB SNR噪声情况下,NAIRT能够比较精确重 建 仿真流场,MSE降到1.82×10-5;10dB SNR时,NAIRT仍能重建出仿真场的轮廓,MSE稳定在4.91×10 -4; 100dB SNR时,NAIRT能够十分精 确地重建仿真流场,MSE衰减到1.26×10 -6,逼近无噪重建效果。重建图像和误差分析都表明,NAIRT 具有十分优越的抗噪性能。