1 海南省生物医学工程重点实验室, 海南大学 生物医学工程学院, 海南 海口 570100
2 海南大学 计算机科学与技术学院, 海南 海口 570100
数字病理凭借其便捷的存储、管理、浏览、传输等特点，为远程病理会诊及联合会诊带来了新契机。然而，显微镜的视场有限，在保证分辨率的前提下，无法兼顾全景成像。全景数字病理的提出弥补了这一缺陷，其在保证分辨率的同时可兼顾全景成像。但单张切片仅能实现单靶点检测，而疾病诊断需同时观测多个靶点的表达情况。近年来，多靶点全景数字病理技术发展迅速，因其在药物研发、临床科研以及基础科研等领域有巨大的应用潜力而广受关注。该系统凭借视场大、颜色多、通量高的特点，可在短时间内原位检测整张组织切片上的多种生物标记物的表达情况，借以识别组织上每个细胞表型、丰度、状态及其相互关系。本文首先梳理了数字病理、全景数字病理以及多靶点全景数字病理的发展过程，并简要介绍发展过程中技术的更新迭代，以及发展多靶点全景数字病理的重要性。然后，分别从生物样本准备、多色光学成像以及图像处理3个部分重点介绍多靶点全景数字病理。接下来，阐述了多靶点全景数字病理在肿瘤微环境与肿瘤分子分型等生物医学领域的应用情况。最后，对多靶点全景数字病理的技术优势、目前面临的挑战及其未来的发展趋势进行了总结。
多靶点全景数字病理 生物标记物 多色成像 图像处理 multi-target panoramic digital pathology biomarkers multi-color imaging image processing
瑞奇-康芒法是用小口径干涉仪检测大口径平面镜的主要方法之一。通过分析瑞奇-康芒法中球面参考镜半径、平面镜位置和瑞奇角误差对测量精度的影响，给出了3个参数的选择方法。针对瑞奇-康芒法测量时误差分离导致的测量效率低的问题，提出适用于加工过程的快速瑞奇-康芒测量法，仿真模拟该方法下被测平面镜位置、角度等定位误差对测量结果的影响，并设计实验对比验证。该方法与直测法测量间的最大偏差峰-谷值（PV）为0.015 1 μm，均方根(RMS)为0.003 6 μm，能够有效满足加工过程中面形快速测量需求。
1 河南师范大学, 河南 新乡 453000
2 中国人民解放军91709部队, 吉林 珲春 133000
雷达利用携带的海杂波信息可以反演出海面蒸发波导参数。为了提高蒸发波导反演性能, 提出了一种改进的粒子群优化算法。当实测雷达海杂波功率与蒸发波导模型计算所得杂波功率之间建立的目标函数取最小值时, 可反演得到最接近实测蒸发波导剖面参数。根据这一思想, 在基本粒子群算法基础上通过对惯性权重和学习因子进行自适应调整, 引入自适应压缩因子来确保算法快速收敛, 并获得高精度的蒸发波导参数。算法仿真实验证明, 改进粒子群优化算法相比于基本粒子群算法具有较好的全局收敛性, 在处理较大规模数据时反演速度明显提高。
雷达海杂波 蒸发波导 压缩因子 改进粒子群算法 radar sea clutter evaporation duct compressibility factor improved particle swarm optimization algorithm
1 郑州科技学院，河南郑州450064
2 河南省智能信息处理与控制工程技术研究中心，河南郑州450064
3 军事科学院系统工程研究院，北京100010
4 中国航天系统科学与工程研究院，北京10005
5 陆军装备部驻沈阳地区军事代表局驻长春地区第一军事代表室，吉林长春130000
针对雨雪、雾霾等天气条件下氧气吸收被动测距受大气和气溶胶等复杂背景光谱影响严重的问题，采用混合像元分解技术对提高复杂背景条件下的测距精度进行了研究。分析了高光谱图像像元混合机理，以雨滴端元为例建立了复杂天气条件下目标与背景的混合像元模型；讨论了复杂天气条件下目标光谱的提取方法，提出了复杂天气氧气吸收被动测距的基本流程；最后，对不同距离处小雨、重度霾、中雪3种典型复杂天气条件下的卤钨灯目标进行了被动测距实验。实验结果表明，混合像元分解方法可快速提取目标光谱，与多次循环采集平均法、背景消除法相比测距精度有较大提升，不同的距离及天气条件下的测距精度分别提高到3.39%、5.81%和4.36%，可满足实际飞行目标辐射光谱的快速采集与测距精度要求。
被动测距 氧气吸收 混合像元分解 目标提取 极端天气 passive ranging oxygen absorption mixed pixel decomposition target extraction extreme weather
1 武警部队研究院 系统工程研究所, 北京 100012
2 军事科学院系统工程研究院 总体研究所, 北京 100012
3 武警北京市总队参谋部通信大队, 北京 100000
针对超大视场红外图像畸变大、与人眼视觉差异明显的问题, 提出了一种基于精确模型和逆投影的超大视场红外图像畸变校正算法以改善其视觉效果。该算法首先利用精确模型对超大视场红外相机成像中的物、像关系进行描述; 然后, 针对红外图像像素采样率不高的缺点, 利用较为精确的三次卷积插值法对图像进行插值来补全成像信息; 最后, 根据校正图像上的待赋值像点的坐标, 结合校正模型和超大视场红外相机精确模型, 计算该像点逆投影到插值图像时的对应坐标, 并以最近邻像点像素值作为校正后图像像点的赋值。车载道路场景下的超大视场红外图像畸变校正实验结果显示, 所提出的算法图像校正结果边界清晰、无锯齿效应, 对场景中的直线平均还原偏差小于0.35pixels, 表明该算法对超大视场红外图像畸变校正具有较好的适用性。
机器视觉 超大视场 红外成像 畸变校正 machine vision ultra-wide FOV infrared imaging distortion correction
强激光与粒子束
2020, 32(7): 075002
河南师范大学电子与电气工程学院, 河南 新乡 453007
高精度的电波折射误差修正是提高雷达探测精度的关键因素之一，而雷达电波射线上大气折射率的准确性又对电波折射修正精度具有很大影响。针对目前大气折射率的线性插值方法引起电波射线上折射率出现较大误差情形，根据大气折射率变化规律，提出了分段大气插值方法，即第一段大气采用线性插值方法，第二段大气采用指数插值方法。利用大气折射率实际探测数据对线性插值和分段插值两种方法得到的电波射线上折射率进行比较，证明了分段插值方法具有较高的精度；利用两种方法得到的大气折射率进行电波折射误差计算，经与雷达实际测量数据比较，证明了分段大气插值方法可有效地提高电波折射修正精度，进而可确保雷达的高精度探测。
雷达 折射误差修正 折射律 插值 radar refraction error correction refractive index interpolation
1 浙江经济职业技术学院, 浙江 杭州 310018
2 浙江大学生物系统工程与食品科学学院, 浙江 杭州 310058
3 农业部光谱检测重点实验室, 浙江 杭州 310058
冷却液和制动液是车辆工作过程中非常重要的油品, 对车辆的正常运行具有非常重要的作用。 在冷却液和制动液中掺水是掺假的主要手段之一, 掺水后的冷却液和制动液, 其有效成分会减少, 从而影响了冷却液和制动液本来的功能, 对车辆造成危害, 从而影响车辆的正常运行。 实现对冷却液和制动液含水率的快速准确检测, 是保证冷却液和制动液品质的关键。 采用傅里叶变换近红外光谱对不同品牌的掺水的汽车无水冷却液和制动液含水率检测进行了研究。 分别采集了3个不同品牌无水冷却液和4个不同品牌制动液在掺入不同含水率(0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%)下的近红外透射光谱, 并基于10 067～5 442 cm-1范围内的光谱进行了研究。 不同含水率的无水冷却液和制动液近红外透射光谱存在差异。 单个品牌不同含水率的无水冷却液及制动液的主成分分析(PCA)表明不同含水率样本之间存在差异。 采用二阶导数(Second derivative)对单个品牌以及包含有不同品牌的无水冷却液及制动液(不同含水率)的特征波数进行了选择, 发现不同品牌之间选择的特征波数相近, 且单个品牌与包含不同品牌之间选择的特征波数也相近, 而经过特征波数选择后波数减少了至少98.67%。 基于单个品牌样本的全谱以及包含有不同品牌样本的全谱和特征波数, 分别建立偏最小二乘(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型, 所有模型的建模集和预测集决定系数均高于0.9, 剩余预测偏差(RPD)均高于3, 含水率预测模型取得了较好的预测结果。 基于全谱的模型预测效果与基于特征波数的模型预测效果相当, 表明特征波数选择可用于无水冷却液和制动液中含水率的检测。 基于单个品牌样本的模型预测效果与包含不同品牌样本的模型预测效果相近, 表明包含品牌差异, 建立基于多个品牌的无水冷却液和制动液掺水量的预测模型是可行的。 研究结果表明, 近红外透射光谱结合化学计量学方法可用于不同品牌汽车无水冷却液和制动液掺水量检测, 为研究开发在线检测仪器奠定了基础, 也为其他类型的车用液体制品中含水率的检测提供了技术和方法参考。
近红外透射光谱 含水率 制动液 无水冷却液 品牌 Near-infrared transmittance spectroscopy Water content Anhydrous coolant liquid Brake fluid Brands 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2128
1 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系，河北石家庄 050003
2 装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072
3 北京系统工程研究所，北京 100101
利用逐线积分方法，建立了一种均匀大气中氧气 A吸收带平均透过率快速计算模型。模型采用等波数间隔取样，能根据大气温度和压强自动选择谱线线形，并利用直和模型进行快速近似计算 Voigt线形函数。在不同大气模式下设置不同传输路径，利用该模型计算氧气 A带平均透过率与路径长度关系曲线，并将计算结果与 Modtran软件计算结果进行对比。从对比结果可知，不同路径下模型计算的平均氧气透过率最大相对误差均小于 2%，计算时间均小于 1s，具有较高的准确度和计算实时性。计算结果表明该模型能够在均匀大气中对氧气 A带平均透过率进行快速准确计算。
气体光谱 逐线积分 氧气 A吸收带 平均透过率 gas spectra line-by-line the oxygen A absorption band average transmission
