1 海军工程大学, 湖北 武汉 430033
2 武汉理工大学, 湖北 武汉 430070
对比度增强在图像处理系统中常用来提高降质图像质量或增强图像细节。从优化问题的角度来处理图像增强,提出了用混合智能算法,结合细菌觅食优化算法和粒子群优化算法的优点,对图像增强算子的参数进行优化,使图像质量达到最佳。使用的增强算子取决于源图像的局部灰度信息和全局统计信息,采用的适应度函数是基于图像的边缘信息和熵信息。仿真和实验结果表明该方法不仅能实现图像对比度增强还能有效提高目标图像的细节,并有效抑制噪声。
图像增强 智能优化 细菌觅食算法 粒子群优化 image enhancement intelligent optimization bacterial foraging algorithm particle swarm optimization
1 海军工程大学, 湖北 武汉 430033
2 武汉理工大学, 湖北 武汉 430070
设计一种以DSP为核心, FPGA协助数据采集、传输的图像处理平台。DSP运行复杂图像处理算法, 通过EMIF接口和FPGA进行高速数据传输。FPGA对EMIF接口进行扩展, 将图像传感器、SDRAM存储器、USB接口等统一到EMIF接口, 提高系统的集成度和灵活性, 实现DSP与FPGA、外设之间数据准确、高效、可靠的传输。实验表明, 该系统满足实时性设计需求, 易于扩展和升级, 具备较强的通用性。
时序 DMA操作 EMIF external memory interface (EMIF) field-programmable gate array (FPGA) FPGA timing sequence direct memory access (DMA) operation
海军工程大学电子工程学院, 湖北 武汉430033
构建了管流场刺激下的生物受激发光实验平台, 分析了管流场中的水动力特性和影响生物受激发光的水动力因素。采用光子计数器测量了3种腰鞭毛虫在管流刺激下的受激发光特性。实验结果表明: 海洋生物体受激发光的水动力影响因素是流场剪应力, 引起生物体发光的剪应力存在剪应力阈值, 只有当剪应力大于阈值, 生物体才能被激发发光。根据生物体种类的不同, 刺激生物受激发光的剪应力阈值为0.05~0.29 N/m2。通过对实验数据的分析得出了生物受激发光的发光强度与剪应力的关系。
生物受激发光 管流 腰鞭毛虫 剪应力 stimulated bioluminescence pipe flow dinaflagellate shear stress
海军工程大学 电子工程学院, 湖北 武汉 430033
生物受激发光探测是一种感知水中目标的新技术、新手段。选取多边膝沟藻、夜光虫和月芽形梨甲藻3种典型海洋受激发光生物体为对象, 采用光谱仪、光子计数器、库埃特流场旋转圆筒等装置搭建了生物受激发光实验平台, 研究了不同刺激下生物体受激发光的光学特性, 并在此基础上结合概率论和数理统计理论, 建立了流场刺激下的生物发光的数理模型。结果表明: 发光藻的发光具有较好的单色谱特性, 峰值波长集中在472 nm左右, 谱线的半波宽度为30～40 nm。发光藻的发光随着机体的疲劳而变弱, 但发光能力随着机体的休息会慢慢恢复。同种刺激条件下, 3种藻发光强度的强弱依次为月芽形梨甲藻、夜光虫、多边膝沟藻。
生物受激发光 发光藻 库埃特流 数理模型 stimulated bioluminescence luminescent alga Couette flow math-physical model
1 武汉光电国家实验室（筹），华中科技大学光电子科学与工程学院，湖北 武汉 430074
2 海军工程大学，湖北 武汉 430033
舰船尾流气泡特性的研究是研制水下声、光尾流探测装备的基础。从受力分析的角度出发，对水中气泡在上浮过程中的速度方程、径向运动方程进行了理论推导与数值计算，得到了水中气泡上浮过程中的半径、速度以及在水中停留时间的变化规律。采用空气泵产生压缩空气，并通过微孔陶瓷管释放的方法建立了水中气泡产生及控制平台，系统通过调节空压泵气压，产生不同大小、密度、运动速度的气泡源，并采用片光源、短曝光时间相机对不同气泡特性进行了测量分析。实验结果与数值计算、文献报道的结果较好地得到吻合，为舰船尾流气泡特性研究提供理论及实验基础。
舰船尾流 气泡运动 数值计算 气泡测量 warship wake bubble motion numerical calculate bubble measure
1 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室(筹)， 湖北 武汉 430074
2 海军工程大学， 湖北 武汉 430033
研究了舰船尾流分布特性规律，分析了图像法测量舰船尾流气泡参数的难点，提出了片光源照明、高速摄影技术结合的尾流气泡群测量方法.采用空气泵产生压缩空气，并通过微孔陶瓷管释放的方法建立了水中气泡产生及控制平台，系统通过调节空压泵气压，产生不同大小、密度、运动速度的气泡源，并采用片光源、短曝光时间(最小曝光时间为14 μs)高速相机对不同气泡源进行了测量分析.结果表明：采用片光源照明、CCD照相技术可对气泡群进行清晰成像，空压泵压力的调节可获取不同尺寸、密度、运动速度的气泡源.
舰船尾流 气泡测量 片光源照明 高速摄影 warship wake bubble measure line lighting lamp-house high speed photography
水下气泡幕的激光后向探测中，背景噪声尤其是水体的后向散射光信号对信号的接收和处理造成了严重的干扰.对该问题进行分析，并进行了实验研究，调整发射器和接收器之间的距离，对后向散射光信号功率进行实测，对数据进行了比较分析.结果表明，适当增大接收器和发射器之间的距离，有利于水体后向光散射信号的抑制，可提高有无气泡幕信号之间的差异，从而提高水下气泡幕激光后向探测的能力.
气泡幕 激光探测 后向光散射 功率 信噪比 bubble film laser detection light backward scattering power SNR
1 海军工程大学 电子工程学院,湖北 武汉 430033
2 中国人民解放军92564部队,广东 汕头 515000
激光声作为水下声源的一种新的激发方法,具有高声强、窄脉冲、宽频谱和可远距离激发等优点。为分析激光击穿液体辐射声波特性及应用于水下目标探测的性能,在光击穿形成单点球源辐射声波条件下,推导了激光声的远场声辐射模型,设计了激光声实验测量系统。采用测量水听器对激光击穿水激发的声波信号的时域特征、频谱特征、激光声信号与激光能量相关性、水下传输特性进行了测量,并在消声水池中利用激光声信号对弱小目标进行了探测实验,得到了激光声波信号的相关特性规律。研究结果有助于推动激光声探测水下目标的深入开展。
激光光学 激光声 目标探测 水下声源
海军工程大学 电子工程学院,湖北 武汉 430033
分析了空泡溃灭辐射光子的基础理论,建立了自由场液体中激光空泡的产生、脉动及溃灭冲击波、溃灭发光的高速摄影测量实验平台。采用高速摄影技术对不同液体、不同空泡尺寸条件下空泡脉动的外形特征、溃灭冲击波、溃灭发光强度等参数进行测量。结果表明,激光空化技术是产生稳态单一空泡的较好手段;对于不同的液体介质中的激光空泡,激光等离子体空泡膨胀、空泡溃灭辐射冲击波强度主要与液体的粘性系数相关;激光空泡发光与最终溃灭是同相位的;空泡溃灭发光强度与液体的表面张力、饱和蒸气压力有极强的相关性。
激光物理 激光空化 溃灭发光 溃灭冲击波
海军工程大学 电子工程学院,湖北 武汉 430033
为分析空泡在壁面附近溃灭导致的冲击波和射流特性,提出将激光空化、高速摄影技术应用于激光空泡的空蚀研究。建立了壁面附近激光空泡的产生、微调控制及高速摄影测量实验平台。采用高速摄影技术对不同液体、不同γ参量条件下空泡脉动的外形特征、溃灭冲击波和溃灭射流等参量进行了测量。结果表明,壁面的存在弱化了空泡溃灭时的收缩程度,空泡溃灭时的冲击波和射流对壁面的破坏作用存在着此消彼长,相互竞争的关系;空泡在壁面附近脉动时,回弹泡的溃灭对壁面也可产生较强的破坏作用;液体的粘性增大有助于空泡表面维持稳定,减缓空泡溃灭时泡壁的运动速度。
激光物理 激光空化 空泡空蚀 高速摄像 冲击波 射流
