线阵式探测器连续太赫兹波层析成像技术

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作者 何润辛 于佳慧 +2 位作者 朱瑶 焦小雪 张雷 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第11期26-31,共6页

太赫兹波层析成像技术是利用太赫兹波对包括人体的样品无害的穿透性进行投影成像并采集产生的数据,通过重建算法获得样品的二维截面图的重构。设计并搭建了基于线阵式探测器的连续太赫兹波成像系统且该系统设备复杂度和硬件成本较低,通... 太赫兹波层析成像技术是利用太赫兹波对包括人体的样品无害的穿透性进行投影成像并采集产生的数据,通过重建算法获得样品的二维截面图的重构。设计并搭建了基于线阵式探测器的连续太赫兹波成像系统且该系统设备复杂度和硬件成本较低,通过采集不同角度的太赫兹透射成像线阵,得到了待测样品的太赫兹扫描图像,利用滤波反投影算法重建待测样品的二维横截面图。实验结果显示,搭建的系统能够对成像面积为143 mm×143 mm的样品实现层析成像,单次成像时间3分钟;与传统的面阵式探测器连续太赫兹波层析成像系统相比,成像范围增加了459%,成像时间减少了80%。进一步探索了基于线阵式探测器的连续太赫兹波层析成像技术在无损检测和安全检测上的可行性。 展开更多

关键词 太赫兹成像 层析成像 连续太赫兹波 线阵式

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基于一维卷积神经网络的掘进机截割部磁场辅助定位技术 被引量：3

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作者 周红旭 孙海军 +1 位作者 张雷 王华英 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期231-239,共9页

为了解决悬臂式掘进机当截割部被机身遮挡或粉尘比较严重时引发的视觉定位失效问题,以磁场强度分量和双目立体视觉技术获取的位姿数据作为训练数据,获得网络参数,提出一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的辅助定位方法。结果表明,1D-CNN... 为了解决悬臂式掘进机当截割部被机身遮挡或粉尘比较严重时引发的视觉定位失效问题,以磁场强度分量和双目立体视觉技术获取的位姿数据作为训练数据,获得网络参数,提出一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的辅助定位方法。结果表明,1D-CNN对截割部轨迹预测较好,空间角度俯仰角、偏航角的预测精度达到99%以上,总体精度满足悬臂式掘进机位姿的测量要求。所提方法可以有效预测掘进机截割部的空间位姿信息,与BP全连接神经网络相比,具有能自动提取特征、避免过拟合的优点,为掘进机截割部定位提出了新思路。 展开更多

关键词 采矿工程其他学科 悬臂式掘进机 卷积神经网络 磁场定位 位姿测量

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激光反射率煤矸在线识别技术参数优化研究 被引量：4

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作者 毛会淇 常安然 +1 位作者 张雷 焦小雪 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第11期224-226,共3页

非接触煤矸识别技术是煤矸在线识别的发展方向之一,现有的非接触的反射率煤矸识别技术受限于反射率的采集方式,无法实现在线识别。引入双目线结构光,对传送带上的煤矸样品进行激光反射率信息在线获取,实现了煤矸的在线识别。搭建了在线... 非接触煤矸识别技术是煤矸在线识别的发展方向之一,现有的非接触的反射率煤矸识别技术受限于反射率的采集方式,无法实现在线识别。引入双目线结构光,对传送带上的煤矸样品进行激光反射率信息在线获取,实现了煤矸的在线识别。搭建了在线煤矸识别系统,比对不同波长照射下的煤矸反射率,优化系统的参数。结果显示:473、532、650 nm这3种波长照射下,473 nm波长具有更明显的灰度差值,从而提高了煤矸识别的精度和抗干扰性。 展开更多

关键词 煤矸识别 煤矸反射率 激光波长 非接触选矸

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图像去雾中深度学习数据增强方法 被引量：2

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作者 苏欣宇 王涛 +6 位作者 诸葛杰 王华英 胡争胜 张小磊 李佩 苏群 董昭 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第3期81-85,共5页

图像去雾是图像处理领域中非常重要的问题。深度学习可以有效提高图像清晰度,但训练过程中由于缺少相对应的真实雾匹配数据对,多采用合成雾作为数据集。现有合成雾多依赖于深度信息、大气散射系数等参数,针对由此作为数据集训练容易造... 图像去雾是图像处理领域中非常重要的问题。深度学习可以有效提高图像清晰度,但训练过程中由于缺少相对应的真实雾匹配数据对,多采用合成雾作为数据集。现有合成雾多依赖于深度信息、大气散射系数等参数,针对由此作为数据集训练容易造成颜色失真和去雾不彻底的问题,提出基于循环生成对抗网络(CycleGAN)合成雾方法。通过该网络进行不匹配数据对训练学习有雾图像的特征,然后赋予清晰图片真实雾特征并与其自身构成匹配数据对,最后再用此类数据集进行去雾训练。结果表明,这些数据集可以有效解决颜色失真和去雾不彻底等问题。 展开更多

关键词 图像去雾 循环生成对抗网络 图像模糊 图像清晰度增强

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AgNPs@PDMS纳米碗阵列SERS基底的制备及其性能研究

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作者 夏津 王金阳 +3 位作者 韩龙浩 黄艳宾 冯越 张慧亮 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第6期49-56,共8页

构建了一种具有纳米碗阵列结构的柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底,并对罗丹明6G和福美双进行了检测分析。首先利用气-液自组装法在玻璃片上制备单层聚苯乙烯(PS)微球薄膜,然后将液-液界面自组装法得到的单层银纳米颗粒转移至PS微球薄膜... 构建了一种具有纳米碗阵列结构的柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底,并对罗丹明6G和福美双进行了检测分析。首先利用气-液自组装法在玻璃片上制备单层聚苯乙烯(PS)微球薄膜,然后将液-液界面自组装法得到的单层银纳米颗粒转移至PS微球薄膜上,再把聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂敷于银纳米颗粒上,经烘干和剥离得到AgNPs@PDMS纳米碗阵列基底。使用便携式拉曼光谱仪对该基底进行测试,以罗丹明6G作为探针分子,测试得到的检测限为1×10^(-8)mol/L,增强因子为4.32×10^(5),测试结果也显示该基底具有较高的均匀性和可重复使用性。以福美双为探针分子,测试得到的检测限为1×10^(-6)mol/L,并对福美双的拉曼峰强与其浓度关系进行了研究,结果显示该基底能够实现对福美双的定量检测。 展开更多

关键词 光谱学 表面增强拉曼散射 柔性基底 有序阵列

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基于复合神经网络提升亚米级卫星影像质量 被引量：1

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作者 胡争胜 董昭 +5 位作者 王华英 苏欣宇 张小磊 李佩 苏群 王涛 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第4期69-78,共10页

低能见度情况下,大气粒子对太阳辐射的散射和吸收效应,降低了卫星影像像质和空间分辨率,传统图像处理方法和现在普遍应用的深度学习算法无法同时提升图像像质和空间分辨率。为了改变该现状,文章提出了基于网格去雾网络(GridDehazeNet)... 低能见度情况下,大气粒子对太阳辐射的散射和吸收效应,降低了卫星影像像质和空间分辨率,传统图像处理方法和现在普遍应用的深度学习算法无法同时提升图像像质和空间分辨率。为了改变该现状,文章提出了基于网格去雾网络(GridDehazeNet)和真实超分辨率生成对抗网络(Real-ESRGAN)组合的复合神经网络。首先采用GridDehazeNet卷积神经网络架构提升卫星影像的清晰度和对比度,再利用Real-ESRGAN增强型超分辨率生成对抗网络以提升卫星影像空间分辨率;最后利用Worldview-3多光谱图像对不同算法进行了测试,并对比不同算法的测试效果。结果表明:该复合神经网络在改善图像像质和分辨率方面效果显著,其中清晰度提高了39.11倍,对比度提高了3倍,信息熵值提高了34%;且同时避免了传统算法所带来过度增强和噪声问题,对小目标物的识别和解译的准确率有显著提高。 展开更多

关键词 卫星遥感影像 图像像质 图像增强 深度学习 超分算法 遥感应用

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基于深度学习的ESPI条纹图骨架线智能提取

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作者 张子健 王华英 +5 位作者 王学 朱巧芬 董昭 王杰宇 雷家良 王文健 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第5期134-138,共5页

为实现电子散斑干涉条纹图骨架线的自动提取,引入了深度学习技术。网络利用带噪声的电子散斑干涉条纹图和对应的骨架线图进行训练,然后将所有待测电子散斑干涉条纹图同时输入训练后的网络中,即可直接得到相应的骨架线图像。提取200幅实... 为实现电子散斑干涉条纹图骨架线的自动提取,引入了深度学习技术。网络利用带噪声的电子散斑干涉条纹图和对应的骨架线图进行训练,然后将所有待测电子散斑干涉条纹图同时输入训练后的网络中,即可直接得到相应的骨架线图像。提取200幅实验电子散斑干涉条纹图的骨架线只需11.7 s,且对于存在断裂的电子散斑干涉条纹图,传统骨架线法会失效,利用训练完成的网络可获得完整骨架线。通过对该网络在模拟电子散斑干涉条纹图和实验电子散斑干涉条纹图上性能的评估,证实了基于深度学习的电子散斑干涉条纹图骨架线智能提取的可行性。 展开更多

关键词 电子散斑干涉术 干涉条纹图 生成对抗网络 骨架线提取

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基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位研究 被引量：4

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作者 王学 周红旭 +1 位作者 张雷 王华英 《工矿自动化》 北大核心 2022年第7期43-51,57,共10页

针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征... 针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征信息,通过图像处理、位姿解算实现掘进机机身与截割部的三维空间定位。双目立体视觉相机安装在巷道顶部,随着掘进机不断推进,掘进机与双目立体视觉相机距离逐渐增加,造成双目图像获取失败,进而导致视觉解算截割部位姿失败。针对该问题,引入基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的掘进机截割部磁场辅助定位方法。在掘进机机身两侧安装三轴数字磁场计,并在机臂处安装永磁体,以磁场的强度分量和双目立体视觉相机获取的位姿数据作为训练数据,构建1D-CNN模型,输出在视觉测量失效情况下掘进机截割部位姿。从深度信息和掘进机机身及截割部位姿2个方面对基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案进行实验,结果表明:机身测量误差在±11 mm以内,相对误差在0.4%以内。截割部测量误差在±50 mm以内,相对误差在1%以内;掘进机机身与截割部间的相对位姿误差在±2.5°以内,俯仰角的均方根误差为根0.930 1°,偏航角的均方根误差为0.922 0°。上述误差在巷道作业允许范围内,验证了该方案的有效性和可靠性。对基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法进行了有效性验证,为模拟井下复杂磁场环境,在掘进机附近随机添加干扰磁源,结果表明:该方法对掘进机截割部俯仰角、偏航角、翻滚角的预测值与测量的真实值基本吻合,预测的俯仰角、偏航角、翻滚角决定系数分别为0.992 4,0.995 9,0.917 4,说明基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法能够较好地满足在视觉定位失效下的掘进机定位需求。 展开更多

关键词 悬臂式掘进机 截割部位姿 截割部实时定位 近红外双目视觉 位姿解算 一维卷积神经网络 磁场辅助定位

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基于UMnet的数字全息相位解包裹 被引量：2

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作者 陈翠茹 王华英 +5 位作者 赵宝群 王学 朱巧芬 王杰宇 王文健 雷家良 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期73-79,共7页

为了实现高精度的数字全息相位解包裹,采用基于Unet网络框架中集成MobilenetV3的轻量级深度学习网络,设计了UMnet网络以实现全息相位的精准解包裹。网络中融和轻量级注意力机制、多尺度卷积来增强网络精度与泛化能力,同时运用hard-Swis... 为了实现高精度的数字全息相位解包裹,采用基于Unet网络框架中集成MobilenetV3的轻量级深度学习网络,设计了UMnet网络以实现全息相位的精准解包裹。网络中融和轻量级注意力机制、多尺度卷积来增强网络精度与泛化能力,同时运用hard-Swish激活函数提高网络学习能力;运用模拟数据集进行网络训练,对生成网络模型进行降噪能力测试,并经过了实际样品全息图的测试验证。结果表明,UMnet比深度学习相位解包裹网络的结构性相似指数值提升了6.6%。UMnet能够简单、快速、高效地实现数字全息相位解包裹。 展开更多

关键词 全息 相位解包裹 注意力机制 多尺度卷积

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可调谐太赫兹超材料吸波器研究进展 被引量：1

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作者 张若雅 朱巧芬 张岩 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期301-318,共18页

太赫兹超材料吸波器具有吸收强、厚度薄、质量轻等优点,已被广泛应用于隐身材料、频率选择表面、太赫兹成像、通信传感等方面。但是,基于金属结构的传统太赫兹超材料吸波器一旦完成加工后,它的吸收性能是固定不变的。为解决这一问题,研... 太赫兹超材料吸波器具有吸收强、厚度薄、质量轻等优点,已被广泛应用于隐身材料、频率选择表面、太赫兹成像、通信传感等方面。但是,基于金属结构的传统太赫兹超材料吸波器一旦完成加工后,它的吸收性能是固定不变的。为解决这一问题,研究人员通过引入活性超材料设计了可调谐太赫兹超材料吸波器。结合可调谐太赫兹超材料吸波器的国内外研究现状,分类阐述了几类典型的可调谐太赫兹超材料吸波器,重点对单频带、多频带、宽频带以及可切换双功能太赫兹超材料吸波器的相关研究工作进行了梳理与总结,并对其未来发展趋势进行了分析。 展开更多

关键词 光电子学 可调谐吸波器 太赫兹波 活性超材料

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基于深度学习的全息图超分辨重建研究

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作者 裴瑞景 王硕 王华英 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期485-491,共7页

为了避免传统全息重建方法步骤繁杂且重建效果易受噪声干扰等问题,采用一种改进的语义分割U型网络用于全息图超分辨重建工作。首先引入新型的端侧神经网络,用来充分获取更多的图像语义信息,增强网络学习性能;其次加入深度神经卷积网络... 为了避免传统全息重建方法步骤繁杂且重建效果易受噪声干扰等问题,采用一种改进的语义分割U型网络用于全息图超分辨重建工作。首先引入新型的端侧神经网络,用来充分获取更多的图像语义信息,增强网络学习性能;其次加入深度神经卷积网络的高效通道注意力以提高网络关注全息图中细节信息的能力,进一步提升网络精度,同时采用带泄露修正线性单元作为激活函数,加快网络收敛;并采用血细胞和鸡血细胞的低分辨率全息图进行训练,取得了超分辨重建强度和位相图。结果表明,改进网络能够快速重建出细节信息丰富、边缘纹理清晰、背景平坦的位相和强度图像,血细胞强度重建图的结构相似性指数和峰值信噪比分别达到0.9613和27.38,同时可对不同尺度的全息图进行重建。该研究为使用深度学习方法提高全息图质量提供了参考。 展开更多

关键词 全息 超分辨重建 通道注意力机制 端侧神经网络 多尺度重建

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基于相位偏移的条纹投影相位误差补偿方法研究

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作者 邓文爽 李玉丽 +2 位作者 杜峥 焦小雪 张雷 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第5期53-57,共5页

相移条纹投影技术三维成像的过程中,受设备非线性效应影响存在相位误差。针对相位误差的周期特性,引入相位偏移算法,提出一种非线性相位误差全场补偿方法。利用非线性相位误差的偏移变化,结合多个包裹相位的相位值选取特定阈值,最后使... 相移条纹投影技术三维成像的过程中,受设备非线性效应影响存在相位误差。针对相位误差的周期特性,引入相位偏移算法,提出一种非线性相位误差全场补偿方法。利用非线性相位误差的偏移变化,结合多个包裹相位的相位值选取特定阈值,最后使用算法遍历全场相位信息获取理想相位。实验结果显示校正后的误差点数是校正前的2.52%,证实了方法的有效性,通过与其他方法进行数据对比分析,表明所提方法修正相位误差效果有所提高。 展开更多

关键词 非线性相位误差 相位误差补偿 相位偏移 条纹投影

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