Author Affiliations
Abstract
1 Instrument Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
The laser-induced damage detection images used in high-power laser facilities have a dark background, few textures with sparse and small-sized damage sites, and slight degradation caused by slight defocus and optical diffraction, which make the image superresolution (SR) reconstruction challenging. We propose a non-blind SR reconstruction method by using an exquisite mixing of high-, intermediate-, and low-frequency information at each stage of pixel reconstruction based on UNet. We simplify the channel attention mechanism and activation function to focus on the useful channels and keep the global information in the features. We pay more attention on the damage area in the loss function of our end-to-end deep neural network. For constructing a high-low resolution image pairs data set, we precisely measure the point spread function (PSF) of a low-resolution imaging system by using a Bernoulli calibration pattern; the influence of different distance and lateral position on PSFs is also considered. A high-resolution camera is used to acquire the ground-truth images, which is used to create a low-resolution image pairs data set by convolving with the measured PSFs. Trained on the data set, our network has achieved better results, which proves the effectiveness of our method.
laser-induced damage image superresolution image segmentation 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041701
作者单位
摘要
1 陕西科技大学轻工科学与工程学院, 陕西 西安 710021
2 中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室, 陕西 西安 710021
基于密度与光谱反射率的关系建立了一种凹版专色梯尺的光谱反射率预测模型。 该方法首先依据密度的定义建立实地光谱反射率与其密度的关系, 并基于实地光谱反射率建立阶调光谱反射率的计算方法; 然后根据密度的叠加原理, 假设阶调密度与实地密度比例关系成立建立阶调密度、 实地密度和承印物密度的关系; 最后结合计算阶调光谱反射率的方法建立凹版专色梯尺光谱反射率预测模型; 调配30种专色油墨通过凹印实打样, 对预测模型通过决定系数R2和色差进行验证。 实验结果表明, 不同专色在同一网点面积率下实际阶调密度与实际实地密度的比例系数相同, 两者的决定系数R2均大于0.98。 在此关系基础上所建立的预测模型在不同网点面积率下都具有较高的决定系数, 其均方根误差都小于0.01, 最大色差为2.667 NBS。 最后另外调配10种专色油墨在相同工艺条件下实打样样张, 利用实际阶调密度与实际实地密度的比例系数, 通过色差公式进而验证该模型预测专色油墨梯尺光谱反射率的精度。 色差结果表明, 82.12%的色差小于2.5 NBS, 大部分色差在0.5~2 NBS之间, 占据了总频率的58.32%, 平均色差为1.58 NBS, 达到了企业精细复制颜色的要求。 验证了该模型对于预测凹印专色梯尺光谱反射率具有较高精度, 可为数码打样代替凹印上机打样提供科学方法。
油墨密度 光谱反射率 专色梯尺 预测模型 Ink density Spectral reflectance Spot color scale Prediction model 
光谱学与光谱分析
2023, 43(1): 31
作者单位
摘要
1 陕西科技大学 轻工科学与工程学院 轻化工程国家级实验教学示范中心,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室,中国轻工业纸基功能材料重点实验室,西安 710021
2 上海出版印刷高等专科学校,上海 200093
3 陕西科技大学 电子信息与人工智能学院,西安 710021
对溶液化发光层成膜参数及电子传输层浓度进行调控,优化发光层成膜效果及器件发光性能,同时使用导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为透明阳极,刮涂导电银浆作为阴极,通过全溶液法制备了高效率的OLED。研究发现,发光层成膜参数的调整有效改善了其成膜效果。且适当的电子传输层材料浓度可以改善器件的载流子注入平衡,有效降低阴极的功函数,提高器件的发光性能;酸后处理的PEDOT:PSS薄膜导电性大大提升,在可见光范围的透过率与ITO相当。全溶液制备的发光器件最大电流效率为1.441 cd/A,与以ITO为电极的器件相比,增加了近50倍。
全溶液处理 有机发光二极管 PEDOT:PSS PEIE浓度 酸处理 All-solution processing Organic light-emitting diode PEDOT:PSS PEIE concentration Acid treatment 
光子学报
2023, 52(1): 0123001
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 北京理工大学集成电路与电子学院,北京 100081
为了解决水下图像在复杂水体中表现的画面模糊和颜色失真的问题,提出了一种基于HSV分类、CIELAB均衡与最小卷积区域暗通道先验(DCP)的水下图像恢复算法。基于H与S阈值将水下图像分为高饱和度失真图像、低饱和度失真图像及浅水图像等3类。分类后的水下图像分别经CIELAB均衡及自适应图像增强恢复,其中水下成像系统参数通过最小卷积区域DCP估计。实验结果表明,所提算法在图像恢复效果、评价质量和实时性指标上均优于对比算法,其中峰值信噪比和结构相似指数值分别平均提升了26.88%和17.3%,水下彩色图像质量评价值提升了4.3%。
海洋光学 图像阈值分类 颜色均衡 光学模型参数估计 峰值信噪比 水下彩色图像质量评价 
激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0401003
作者单位
摘要
重庆交通大学 土木工程学院, 重庆 400074
为了解决基于机载激光雷达(LiDAR)点云提取道路时多重特征阈值设定难、普适性低的问题, 采用了随机森林分类模型提取道路点云进而获得道路中心线的方法。首先使用渐进加密三角网滤波获取地面点云, 根据山区道路特性, 计算地面点云各点在邻域范围的坡度、粗糙度、高差方差、点密度及反射强度, 组成点的分类特征; 随后手动采集正负样本训练点云随机森林分类模型, 将地面点云通过模型分类得到初始道路点云; 再通过基于密度的噪声应用空间聚类算法去除噪声点精化道路点云; 最后矢量化道路点云获取道路中心线。结果表明, 以Entiat River地区山区LiDAR点云数据进行实验验证, 道路点云提取的正确率达到95.29%, 完整率达到92.96%, 提取质量达到88.88%。该方法能解决多重阈值难以确定的问题, 能较高精度地提取到山区道路点云, 进而获取有效道路中心线, 对山区道路信息的研究有一定的参考价值。
激光技术 山区道路 随机森林 激光雷达点云 基于密度的噪声应用空间聚类算法 laser technique mountain road random forest LiDAR point cloud DBSCAN algorithm 
激光技术
2022, 46(4): 466
Author Affiliations
Abstract
1 Instrument Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
In-situ laser-induced surface damage inspection plays a key role in protecting the large aperture optics in an inertial confinement fusion (ICF) high-power laser facility. In order to improve the initial damage detection capabilities, an in-situ inspection method based on image super-resolution and adaptive segmentation method is presented. Through transfer learning and integration of various attention mechanisms, the super-resolution reconstruction of darkfield images with less texture information is effectively realized, and, on the basis of image super-resolution, an adaptive image segmentation method is designed, which effectively adapts to the damage detection problems under conditions of uneven illumination and weak signal. An online experiment was carried out by using edge illumination and the telescope optical imaging system, and the validity of the method was proved by the experimental results.
laser optic damage image super-resolution image segmentation 
Chinese Optics Letters
2022, 20(7): 071101
作者单位
摘要
1 陕西科技大学轻工科学与工程学院, 陕西 西安 710021
2 陕西科技大学轻化工程国家级实验教学示范中心, 中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室, 陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室, 中国轻工业纸基功能材料重点实验室, 陕西 西安 710021
针对多重水印信息的有效嵌入和提取,提出了一种基于峰值信噪比-归一化相关系数函数(PSNR-NC)优化和非抽样双树复小波变换的自适应多重水印算法。该算法首先利用PSNR-NC函数来确定水印的最佳嵌入位置,其次通过非抽样双树复小波变换-奇异值分解(UDTCWT-SVD)算法将多个相互独立的水印信息嵌入到彩色宿主图像中,最后通过水印提取算法在含水印图像中提取多重水印,有效实现了多个版权信息的嵌入和提取。实验结果表明,嵌入水印图像具备良好的不可见性,所提算法对常见的图像处理攻击,特别是在抵抗JPEG压缩、噪声攻击和滤波攻击方面表现出较强的鲁棒性。
图像处理: 多水印算法 非抽样双树复小波变换 奇异值分解 峰值信噪比-归一化相关系数函数 
光学学报
2022, 42(5): 0510001
作者单位
摘要
江西科技师范大学光电子与通信省级重点实验室, 江西 南昌 330038
为了实现快速准确并可回收再利用地鉴别真血和假血, 采用光声光谱技术构建了一套血液光声检测系统并获取血样的光声信号。 选取三种动物真血(马血、 牛血和兔血)和两种假血(道具假血和红墨汁)共125组血样作为实验样本。 获取了700~1 064 nm波段内所有样本的光声信号和光声峰峰值谱。 实验表明, 真血和假血的光声信号幅度、 轮廓、 峰值时间点和光声峰峰值均存在差异。 为了实现高准确度的真假血液分类识别, 采用了遗传优化的小波神经网络(WNN-GA)算法, 对全波段100组样本进行训练, 并构建了类Morlet小波基函数, 然后对25组测试血样进行分类识别。 利用遗传算法对WNN网络的权值、 阈值和小波基函数平移、 伸缩因子进行了优化, 同时通过调节两个学习率因子, 将真假血液的分类识别率提高了24%。 采用主成分分析(PCA)对全波段血样光声峰峰值进行特征提取, 再利用WNN-GA算法进行训练和分类识别。 结果表明, 在主成分个数为6时, PCA-WNN-GA融合算法可以使真假血液的分类识别率提高到100%。 与另外6种分类识别算法相对比, 该融合算法的识别准确率明显占优。 光声光谱技术联合PCA-WNN-GA算法, 可以准确地实现真假血液的分类鉴别。
光声光谱 脉冲激光 分类识别 血液 Photoacoustic spectroscopy Pulsed laser Classification and identification Blood 
光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2734
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Precision Electronics Manufacturing Technology and Equipment, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
2 Key Laboratory of Optic-Electronics and Communication, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330038, China
Photoacoustic microscopy (PAM) has quickly developed into a noninvasive biomedical imaging technique to achieve detection, diagnosis, and monitoring. Compared with Q-switched neodymium-doped yttrium aluminum garnet or optical parametric oscillator lasers, a low-cost and small-size laser diode (LD) used as an alternative light source is conducive to achieving the miniaturization and integration for preclinical transformation. However, the LD’s low peak output power needs the high numerical aperture objective to attain tight focus, which limits the working distance (WD) of the system in only 2–3 mm, resulting in not achieving the backward coaxial confocal mode. Here, we present a compact visible LD-based PAM system with a reflective objective to achieve a 22 mm long WD and a 10 µm lateral resolution. Different depth subcutaneous microvascular networks in label-free mouse ears have successfully reappeared in vivo with a signal-to-noise ratio up to 14 dB by a confocal alignment. It will be a promising tool to develop into a handy tool for subcutaneous blood vessel imaging.
photoacoustic microscopy long working distance laser diode reflective objective 
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 071701
作者单位
摘要
西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
红外弱小目标的目标像素少,目标对比度低,成像帧率高,图像数据量大,检测实时性强。针对红外弱小目标检测算法适合于GPU并行计算的特点,对其在嵌入式GPU平台Jetson TX2上进行了并行优化实现。在检测算法设计、内存访问、调试优化3个方面进行了优化设计。实验结果表明,对640×480像素分辨率的红外视频,并行优化后的目标检测算法能够在10 ms内完成计算,满足实时处理需求。
红外弱小目标检测 零均值高斯核 GPU infrared weak small target detection zero-mean Gaussian kernel GPU 
应用光学
2020, 41(5): 1089

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