光学技术最新期刊目录
高辐照度下晶硅光伏电池板隐形缺陷成像系统优化————作者：牛靖凯;翟帅;田欣;魏力中;吴文敏;廖宁放;
摘要：光伏电池板组件的隐形缺陷包括隐裂、碎片、黑斑、阴影等是影响组件发电效率、寿命、安全性的重要因素。为了实现高辐照度下晶硅光伏电池组件隐形缺陷的在线检测，提出了缺陷成像系统的优化方法；包括带通短波红外成像系统组成、双曝光背景抑制、非线性变换图像锐化等。建立了光伏电池板电致或光致发光成像的信号动态范围模型；搭建了基于窄带短波红外InGaAs相机的高辐照度下光伏电池板电致发光成像的实验装置，并对提出的优化...
面向压缩失真的数字全息重建像无监督散斑噪声去除方法————作者：王富;郁梅;蒋志迪;
摘要：数字全息图像在压缩过程中产生的失真会降低其重建像的质量，增加了散斑噪声去除的难度。此外，现有散斑去噪方法需要针对不同程度的压缩失真分别训练不同的网络，这限制了其在实际应用中的灵活性。针对上述问题，提出了一种面向压缩失真的数字全息重建像无监督散斑噪声去除方法。基于压缩过程的质量因子，设计了一个压缩感知注意力模块动态调整网络的权重，实现对去噪过程的自适应控制。其次，使用散斑噪声相关性卷积并结合盲点网络...
球面波和平面波照明下的主观散斑测量面内位移研究————作者：罗劲明;吴欣然;刘梦敏;叶丽娴;张璐凌;郭丽丽;邓定南;
摘要：主观散斑广泛应用于光学成像、目标检测等多个领域，尤其是面内位移测量领域更是备受关注，其中照明激光则是影响其测量的关键因素之一。首先基于信息光学理论研究了球面波和平面波照明下的透镜成像原理；然后搭建了一个主观散斑光学系统，分别在球面波和平面波照明下利用数字图像相关法对散射物体的面内位移进行了测量，并根据上述原理分析讨论了两种波面对测量的影响。结果发现两种波面对面内位移的测量误差影响有限，但对测量极限...
基于交比不变性的同心圆迭代中心定位方法————作者：李百峰;杨建柏;
摘要：圆形目标在增强现实、摄影测量和结构光投影测量系统等视觉测量领域应用广泛。然而，透视投影引起的圆形目标偏心误差严重影响测量精度。为了提高投影中心定位精度，提出了一种以同心圆为目标的精确投影中心定位方法。研究主要包括改进的投影中心定位方法以及考虑镜头畸变的迭代补偿。使用交比不变性避免了圆形目标因透视投影带来的偏心误差，随后将改进的投影中心坐标加入迭代求取相机参数的过程，消除镜头畸变对中心定位的影响，从...
一种基于零样本学习的图像降噪算法————作者：李政德;赵爽;陈明哲;周哲海;凌帅帅;曹张朔;薛子轩;陈广伟;胡国庆;
摘要：与传统的降噪方法相比，基于深度学习的降噪算法能够对未见过的噪声类型进行降噪处理，提升了降噪后的图像的视觉质量。但深度学习网络需要大量的图片进行训练，而生物医学实验中往往没有大量的样本提供给神经网络学习。针对这种情况，提出了一种零样本学习的卷积神经网络，神经网络通过下采样技术生成不同的图片与噪声图片一起供残差网络学习，残差网络中的损失函数使用了残差损失、正则化损失和制导损失相结合的方式，同时在卷积层...
Landsat 8 OLI影像信噪比变化评价——以典型地区为例————作者：刘慧辉;刘斌;栗峰;杨非;郭旭涛;杨飞;
摘要：评价Landsat 8卫星OLI影像信噪比变化特征，对确保Landsat数据连续性和扩展其在生态、资源等领域的应用至关重要。针对2014～2020年的OLI传感器影像信噪比进行了评估，技术流程包括：(1)筛选全球范围内沙漠戈壁、海洋、湖泊、积雪、浓密植被等均一同质地表区域及对应的影像；(2)利用“均值-标准差法”逐年计算OLI传感器影像的信噪比；(3)对2014～2020年OLI影像信噪比进行量化...
光谱融合GAT与双极自注意力融合的高光谱分类网络————作者：王越新;徐丹;
摘要：高光谱图像分类近年来受到广泛关注，尤其是卷积神经网络(CNN)和图神经网络(GNN)的应用取得了显著进展。CNN处理小型规则区域的像素信息，而GNN则擅长捕捉不规则区域的超像素特征。为了结合二者优势，提出了一种名为光谱融合GAT与双极自注意力融合的高光谱分类网络(SGBF),该网络整合了双极自注意力CNN和光谱融合图注意力，用于高质量高光谱分类。在图神经网络组件中引入了光谱融合图注意力网络(SGA...
基于多尺度空间角度相关学习的光场图像超分————作者：张哲铭;王鹏杰;
摘要：光场(LF)图像是一种能够记录光线方向和强度的图像，它可以提供丰富的视觉信息。近期，众多基于卷积神经网络(CNN)或Transformer的网络结构在光场图像处理任务中展现了巨大潜力。然而，由于光场图像在空间与角度之间的角度采样稀疏性，充分提取特征信息并挖掘其空间角度相关性成为实现光场图像超分辨率的重要挑战。针对这个问题，提出一种新的网络架构，以更好地重建高分辨率光场图像：经过浅特征提取部分逐渐提...
基于粒子群算法的光学相控阵阵列优化————作者：卫天浩;赵迪;阎焜;玄洪文;
摘要：光学相控阵作为一种先进的光束控制技术，在光通信、成像系统、雷达系统等领域具有广泛应用。然而，由于硬件误差、环境干扰等因素，光学相控阵系统中的相位误差会导致波束指向偏移、光斑发散角增大以及栅瓣能量上升，从而影响系统性能。为解决这一问题，研究提出了一种基于粒子群优化算法的相位误差补偿方法，通过优化阵列相位分布，提升光束集中度并减小栅瓣能量。为验证算法性能，构建了一维128路光学相控阵仿真模型，针对不同...
离轴双曲面光学系统检测与装调————作者：刘伟光;李阳;赵金;许航航;田薇;刘欣;韩志超;尹挺;杨帆;
摘要：准直光学系统是光学测试装置的重要组成部分，在激光光束质量测量校准领域，对准直光学系统技术指标要求极为严格，文章介绍了一种离轴双曲面光学系统的高精度装配和调整方法。通过分析补偿法和无像差点法检验对双曲面反射镜圆锥系数k值的适用范围，根据主、次镜参数，分别选择补偿法和无像差点法进行面形检验，实现主次镜的高精度装配。结合离轴R-C系统结构特点，以机械端面及水平面为装调基准，使干涉仪光轴、平面镜法线、主镜...
基于高斯高通滤波器的自适应离轴倾斜畸变补偿法————作者：孟垂松;龙佳乐;张建民;
摘要：在离轴数字全息中，物光和参考光之间存在一定的离轴角度，离轴角度的大小反映了全息图频谱中+1级像和-1级像频谱位置分离的程度，解决了同轴全息中孪生像混叠的问题。然而，离轴角度也会给相位测量引入倾斜畸变，影响相位测量的准确性。为了消除数字全息中的离轴倾斜畸变，提出一种基于高斯高通滤波器(GHPF)的自适应离轴倾斜畸变补偿法，通过对相位图像进行傅里叶变换和高通频域滤波，并根据大部分能量集中在频谱图中很小...
光学成像与拉曼探测双模态内窥镜光学系统设计————作者：于润香;杨照清;薛萌;郭汉明;
摘要：针对传统内窥镜仅依赖于形态学观察，对于初期或不明显病征难以准确诊断的问题，设计了一款集高清成像与拉曼光谱探测于一体的双模态内窥镜，旨实现可见光全视场高清成像和小视场拉曼探测光良好聚焦。采用共光路设计，前物镜组和中继系统共用既减小了内窥镜口径，又降低了成本。在成像系统上，实现了F数为7.3,全视场70°、小孔径的可见光高清成像，确保了工作距为10mm时调制传递函数不小于0.12@175lp/mm,最...
基于Transformer的超欠挖隧道干扰点云分割算法————作者：傅思思;刘闯;王劲松;刘沛;
摘要：点云分割是隧道施工中检测超欠挖区域及体积的关键步骤，但由于超欠挖隧道轮廓不平整，在进行点云分割时对于靠近轮廓的干扰物体难以有良好的分割精度。针对这一问题，提出了一种基于Transformer的模型。模型通过引入自注意力机制建模全局长距离依赖关系，并结合局部信息融合模块，融合局部几何与特征上下文信息，采用类似DGCNN的架构提升特征表达能力。实验基于构建的超欠挖隧道3D点云数据集，与DGCNN和Po...
全自动验光仪中人眼自动定位方法研究————作者：林方圆;黄沃杰;林瑾;曾亚光;黄金天;董佳鑫;
摘要：针对验光仪半自动化带来人眼参数测量不准确及操作不便问题，利用光、机、电、算设计一种全自动验光仪并提出一种人眼自动定位方法。通过短焦相机实现人眼和相机平面中心对准，通过瞳孔相机实现人眼和相机纵向距离的对焦。对中时，采用优化的模板匹配算法定位短焦相机图像中的人眼区域，再根据人眼瞳孔特征从人眼区域中拟合出瞳孔轮廓椭圆，给出计算椭圆中心与相机在平面X/Z向偏移量的方法，控制三维移动平台实现对中。对焦时，采...
基于自适应阈值优化的疲劳状态评估系统研究————作者：赵荷;门高夫;柳旭;
摘要：现有疲劳驾驶检测模型存在评价标准单一、适应性不足、算力要求高，以及在夜间照明不足的情况下性能受限的问题。提出了基于自适应阈值优化的疲劳状态评估系统。系统在光照不足的环境下，利用线偏振照明技术提升图像质量，并结合YOLO-GM模型，对有遮挡情况采用边界约束优化眼嘴ROI筛选和识别，提高了特征识别的准确率；构建了基于多特征融合疲劳状态评估模型，提出了基于二分类决策树优化的自适应疲劳阈值评判方法，自适应...
高压陶瓷套管裂纹缺陷太赫兹检测研究————作者：陈巳阳;翟迪;王浩;张振伟;
摘要：太赫兹波对非极性材料的穿透能力强，利用内部介质不连续形成的回波成像，具有分辨率高、非接触等特点，是高压陶瓷套管等绝缘设备现场无损检测领域的研究热点。首先介绍了太赫兹波的透射和反射传输模型，给出采用透射和反射方式提取材料电磁参数的方法。然后通过扫描成像，检测出高压陶瓷套管试件外部防污闪涂层的厚度分布，定位了涂层厚度异常区域，同时检测出陶瓷内部的缝隙缺陷及空间分布。检测结果表明太赫兹成像技术具备在高压...
Zernike多项式在光学元件优化中的应用及其研究进展————作者：祝战科;吉凡;柯熙政;
摘要：为了研究光学元件对光学系统性能的具体影响，人们采用Zernike多项式作为分析工具对其性能进行评估。文章从光学元件优化方法以及Zernike多项式的理论基础出发，介绍了圆Zernike多项式和环Zernike多项式的概念，并探讨了圆Zernike多项式与Seidel像差的关系及其在波前拟合中的应用；梳理了国内外在光学元件面形优化、结构优化以及系统成像性能优化方面的研究成果，展示了Zernike多项...
基于全变分与深度去噪网络的压缩超快摄像重构方法————作者：龙佳乐;李英荣;丁毅;马钊;张建民;许彬;
摘要：利用压缩超快摄像技术，有希望以极高的时间分辨率揭示飞秒激光脉冲在介质中的瞬态散射过程。然而，基于两步迭代收缩/阈值算法(TwIST)的压缩超快摄像重构由于受到欠采样策略引起的超高数据压缩率影响，存在图像重构质量不高、结果不稳定等问题。为克服这些问题，本文提出了一种交替使用全变分(TV)与深度去噪网络(FastDVDNet)结合的即插即用广义交替投影框架重建算法，以改善压缩超快摄影的图像质量。实验结...
基于ESPCN的离散余弦变换单像素成像方法————作者：潘剑;龙佳乐;张建民;黎在铭;黄昊铭;
摘要：单像素成像是一种通过少量像素测量重建图像的技术，具备高度灵活性。然而由于每个像素是间接测量的，图像重建质量可能不如传统直接成像技术。文章提出了一种将离散余弦变换(DCT)与高效亚像素卷积神经网络(ESPCN)相结合的单像素成像方法。通过DCT对少量像素测量进行频域分解，获取低分辨率的频域特征表示，保留了关键的频率信息。ESPCN通过亚像素卷积层将低频特征映射到高分辨率图像，从而实现高质量重构。仿真...
基于摄影测量的机器人移动跟踪测量系统————作者：夏常青;吴龙;彭文君;陆冠含;
摘要：如何提高测量范围与多位姿测量数据融合精度是实现大构件高精度测量的关键。文章设计了一种基于摄影测量的机器人移动跟踪测量系统，实现了大范高精度多位姿测量数据融合，完成了高速列车车体的测量。具体地，针对高速列车车体尺寸达25m×4m×4m,单测量设备范围有限的问题，系统通过机器人抓取结构光设备与导轨对机器人的移动实现了系统大范围的测量。为了实现多位姿下高精度测量数据融合，系统通过多个单目相机跟踪测量相机...
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