检索结果-内蒙古大学图书馆

激光杂志 2025年第1期46卷 159-164页

作者：万乐郑州科技学院郑州450052

分布式光电传感器采集到的图像存在细节丢失的问题。针对上述问题,研究一种基于spgd算法的分布式光电传感器采集图像视觉传达增强方法。对分布式光电传感器采集的图像进行颜色校正,以恢复图像的真实颜色。利用聚类算法将图像中的像素划... 详细信息

分布式光电传感器采集到的图像存在细节丢失的问题。针对上述问题,研究一种基于spgd算法的分布式光电传感器采集图像视觉传达增强方法。对分布式光电传感器采集的图像进行颜色校正,以恢复图像的真实颜色。利用聚类算法将图像中的像素划分为若干个具有相似特性的同质区域。针对每个区域,利用spgd算法实施细节增强处理,融合后,得到完整的视觉传达增强后的图像。结果表明:经过spgd算法的增强,图像纹理变得更加清晰,细节部分得到了显著的增强,图像信息熵可达到16以上,MSE基本保持在0.1左右,PSNR值最高可达到33.5 dB,说明增强后图像包含更多的细节信息,失真较少,图像增强效果较好。

关键词： spgd算法分布式光电传感器采集图像颜色校正图像分割视觉传达增强方法

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激光相干合成系统中spgd算法的分阶段自适应优化

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红外与激光工程 2024年第9期53卷 303-315页

作者：郑文慧祁家琴江文隽谭贵元胡奇琪高怀恩豆嘉真邸江磊秦玉文广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院广东广州510006 通感融合光子技术教育部重点实验室广东广州510006 广东省信息光子技术重点实验室广东广州510006 广东工业大学集成电路学院广东广州510006 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,spgd)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益spgd算法-Staged spgd算法。该算法根据性能评价函数值,... 详细信息

为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,spgd)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益spgd算法-Staged spgd算法。该算法根据性能评价函数值,在不同收敛时期采用不同策略对增益系数进行自适应调整,同时引入含梯度更新因子的控制电压更新策略,在加快收敛速度的同时减少算法陷入局部极值的概率。实验结果表明:在19路激光相干合成系统中,与传统spgd算法相比,Staged spgd算法的收敛速度提升了36.84%,针对不同频率和幅度的相位噪声,算法也具有较优的收敛效果,且稳定性得到显著提升。此外,将Staged spgd算法直接应用于37、61、91路相干合成系统时,Staged spgd算法相比传统spgd算法收敛速度分别提升了37.88%、40.85%和41.10%,提升效果随相干合成单元数增加而更加显著,表明该算法在收敛速度、稳定性和扩展性方面均具有一定优势,具备扩展到大规模相干合成系统的潜力。

关键词：激光相干合成相位控制随机并行梯度下降算法 spgd算法

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基于spgd算法的自适应光纤耦合器阵列技术研究

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红外与激光工程 2015年第7期44卷 2156-2161页

作者：李枫耿超李新阳罗文邱琪中国科学院光电技术研究所四川成都610209 电子科技大学光电信息学院四川成都610054 中国科学院自适应光学重点实验室四川成都610209 中国科学院大学北京100049

自适应光纤耦合器(AFC)是一种可实现高稳定、高效的空间光至光纤耦合的新型自适应光学器件。研究了AFC阵列作为空间激光通信系统接收光端机的可行性。在不同的大气湍流强度下,利用spgd算法,仿真研究了不同子孔径数AFC阵列的闭环控制过... 详细信息

自适应光纤耦合器(AFC)是一种可实现高稳定、高效的空间光至光纤耦合的新型自适应光学器件。研究了AFC阵列作为空间激光通信系统接收光端机的可行性。在不同的大气湍流强度下,利用spgd算法,仿真研究了不同子孔径数AFC阵列的闭环控制过程。研究结果表明,AFC阵列技术可缓解大气湍流影响,改善光纤耦合效率并提高耦合过程的稳定性;当等效接收口径一定时,随着阵列子孔径数的增加,光纤耦合效率及控制算法收敛速率都相应提升。

关键词：自由空间光通信自适应光纤耦合器 spgd算法阵列技术

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基于spgd算法的多路激光主动相干合成技术研究与实现

基于SPGD算法的多路激光主动相干合成技术研究与实现

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作者：彭艳电子科技大学

学位级别：硕士

高能激光在国防、工业等领域开始得到越来越广泛的应用,受到一些因素的影响,单束激光输出功率受到限制,而激光光束合成技术可以实现高功率激光输出。其中,激光主动相干合成技术具有系统扩展性强、合成效率高的优点。实现对激光相位的控... 详细信息

高能激光在国防、工业等领域开始得到越来越广泛的应用,受到一些因素的影响,单束激光输出功率受到限制,而激光光束合成技术可以实现高功率激光输出。其中,激光主动相干合成技术具有系统扩展性强、合成效率高的优点。实现对激光相位的控制是主动相干合成技术的关键。论文以相位控制技术为根本,开展了多路激光主动相干合成技术研究,主要内容如下:首先,论文梳理了激光相干合成的基本理论。通过对主动相位控制算法——随机并行梯度下降（Stochastic Parallel Gradient Descen,spgd）算法进行理论分析,梳理出spgd算法中固定增益系数γ和扰动幅度δμ导致算法的收敛速度和收敛效果矛盾从而限制相干合成系统收敛速度的问题。于是,从增益系数方面结合Nadam算法提出自适应增益spgd（Nadam-spgd）算法;从扰动幅度方面结合分段扰动思想提出变扰动幅度spgd算法。在论文研究的输入性限制条件下,完成了基于spgd算法及其改进算法的多路激光主动相干合成的方案设计。然后,论文利用仿真分析的手段,验证基于spgd算法及其改进算法的多路激光相干合成方案的可行性及有效性。结果表明spgd算法及其改进算法可有效补偿光束间相位差,完成多路光束相干合成。其中,基于Nadam-spgd算法和变扰动幅度spgd算法的相干合成的收敛速度和收敛效果均优于spgd算法。最后,论文通过搭建32路激光相干合成实验平台,验证基于spgd算法及其改进算法的多路激光主动相干合成的可行性和有效性。实验结果为:spgd算法、变扰动幅度spgd算法以及自适应增益spgd算法均可实现32路激光相干合成,对应的系统控制带宽分别为:506Hz,737Hz,1327Hz,系统闭环时性能评价函数（电压值）分别是开环时的4.047、4.676、4.837倍。通过分析系统的性能指标,可知基于spgd算法的改进算法的相干合成系统的收敛速度（控制带宽）及收敛效果优于spgd算法,且系统性能指标满足研制要求。通过理论分析、仿真及实验验证,得知:论文所设计的基于spgd算法的32路激光相干合成方案是可行的;论文提出的spgd算法的改进算法——自适应增益spgd（Nadam-spgd）算法和变扰动幅度spgd算法,均可有效控制光束相位,完成32路光束相干合成,且在一定程度上提高系统的收敛效果和收敛速度。

关键词：激光相干合成主动相位控制 spgd算法自适应增益spgd算法变扰动幅度spgd算法

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基于spgd算法的激光大气传输校正初步仿真研究

基于SPGD算法的激光大气传输校正初步仿真研究

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作者：范玲中国科学院合肥物质科学研究院

学位级别：硕士

激光经过湍流大气传输时产生的湍流效应会导致光束质量严重退化，从而对激光的工程应用产生不利影响。为了减小大气对光束质量的影响，通常借助自适应光学系统对其进行实时校正。然而常规自适应光学系统结构复杂，且在某些传输条件下的... 详细信息

激光经过湍流大气传输时产生的湍流效应会导致光束质量严重退化，从而对激光的工程应用产生不利影响。为了减小大气对光束质量的影响，通常借助自适应光学系统对其进行实时校正。然而常规自适应光学系统结构复杂，且在某些传输条件下的校正结果不能令人满意。本文采用基于随机并行梯度下降(spgd)算法的新型自适应光学校正系统，以期能对大气湍流进行实时校正。该校正系统是对系统性能评价函数直接优化，无需波前传感器，大大简化了系统的复杂程度。由于spgd算法具有形式简单、收敛速度快、适合解决多变量优化问题等优点，目前该校正方法正受到广泛关注。论文的主要工作有：\n 1.总结了spgd算法特点，并把spgd算法应用到激光大气传输中的自适应光学校正系统中。用该系统对激光大气传输过程进行仿真校正，验证了该校正系统的可行性。\n 2.利用该校正系统的仿真程序，深入研究了计算参量：系统性能评价函数J、增益系数γ、扰动电压幅度值△u等选取不同值时对校正结果的影响。\n 3.对激光大气传输的校正结果进行了深入分析，并对不同大气传输条件，如不同湍流强度、不同传输距离等传输过程进行了一些仿真校正对比。\n 4.分析了基于单向扰动spgd算法的校正系统对激光大气传输的仿真校正结果，并与双向扰动spgd算法进行对比分析。\n 5.仔细分析了在实际外场应用时可能要面临的诸多要点及难点，指出了该系统的不足及下一步工作展望。

关键词：自适应光学激光大气传输大气湍流随机并行梯度下降算法 spgd算法

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基于spgd算法的纯相位光学防伪掩膜设计

基于SPGD算法的纯相位光学防伪掩膜设计

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作者：闻丽秀大连海事大学

学位级别：硕士

信息技术的快速发展在给人们日常生活带来便利的同时,也给个人和社会带来很大的安全隐患。特别是近年来与身份证、驾驶证、银行卡、出纳单据等相关的高新技术伪造欺诈案件逐年增多,给国家和个人造成经济上的重大损失,也带来严重的恶劣... 详细信息

信息技术的快速发展在给人们日常生活带来便利的同时,也给个人和社会带来很大的安全隐患。特别是近年来与身份证、驾驶证、银行卡、出纳单据等相关的高新技术伪造欺诈案件逐年增多,给国家和个人造成经济上的重大损失,也带来严重的恶劣影响。提升各类重要证件的防伪能力,确保国家和个人财产的安全,已成为不可忽视的社会问题。因此寻求更加安全可靠的防伪技术已成为信息安全领域中的重要研究课题之·。纯相位光学防伪掩膜是一种透明衍射光学元件,其编码信息不能被常规强度探测器所感知,且难以复制,具有很好的防伪特性。本文在深入研究Gerchberg-Saxton(简称 GS)算法及其约束集投影(Projection Onto Constraint Set,简称POCS)两种经典防伪掩膜设计方法的基础上,将随机并行梯度下降(spgd)算法与GS和POCS算法相结合,利用每种优化算法的特点,创造性地提出了优化的防伪掩膜设计方法,经分析及仿真验证,改进算法有效改善了解码图形的解码效果。本文主要完成以下几方面工作:(1)围绕GS算法、POCS算法等经典相位恢复算法,对纯相位光学防伪掩膜制作工艺和设计方法进行了详细分析和讨论,验证了每种算法在图像质量恢复方面的性能,分析对比了每种算法的特性,为改进算法的提出提供了理论基础。(2)将随机并行梯度下降(spgd)算法引入光学防伪掩膜设计,将其分别与传统相位恢复算法GS和spgd算法相结合,提出了 spgd-GS算法、spgd-POCS算法,经分析与仿真验证,改进的纯相位光学防伪掩膜设计算法有效改善了解码图像的恢复质量,且随着相位量化阶数的增加,效果愈加明显。(3)将spgd算法进行了并行设计,并将其分别与GS算法和POCS算法相结合,提出了 Cspgd-GS算法和Cspgd-POCS算法,计算机仿真结果表明,改进算法进一步提高了光学防伪掩膜的解码图像的恢复质量。

关键词：相位恢复算法 spgd算法光学防伪

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自适应光学系统spgd控制算法的FPGA硬件实现

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光电工程 2009年第9期36卷 46-51页

作者：张金宝陈波王彩霞李新阳中国科学院自适应光学重点实验室成都610209 中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院研究生院北京100039

针对随机并行梯度下降(spgd)算法实时性强,同时具有一定的灵活性的要求,本文提出了一种基于FPGA的spgd算法硬件实现方法。该方法首先划分了各功能模块,然后对关键模块进行了实时化处理,并使用"流水线"和RAM技术设计了可升级... 详细信息

针对随机并行梯度下降(spgd)算法实时性强,同时具有一定的灵活性的要求,本文提出了一种基于FPGA的spgd算法硬件实现方法。该方法首先划分了各功能模块,然后对关键模块进行了实时化处理,并使用"流水线"和RAM技术设计了可升级和扩展的变形镜控制模块。最后将该算法实现并应用到61单元自适应光学激光实验中,结果表明本文的设计可使用不同的性能指标实现变形镜的spgd算法闭环控制,并能同时完成倾斜镜的控制,达到了实时性和灵活性的要求。

关键词：自适应光学 spgd算法 FPGA 变形镜

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自适应光学系统spgd控制算法的FPGA实现及实验研究

自适应光学系统SPGD控制算法的FPGA实现及实验研究

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作者：张金宝中国科学院光电技术研究所

学位级别：硕士

spgd控制算法(随机并行梯度下降，Stochastic Parallel Gradient Descentalgorithm)是一种无波前探测自适应光学技术。与常规自适应光学技术相比，该方法不需要进行波前测量和波前重构，而是把波前校正器的控制信号作为优化参数，以应... 详细信息

spgd控制算法(随机并行梯度下降，Stochastic Parallel Gradient Descentalgorithm)是一种无波前探测自适应光学技术。与常规自适应光学技术相比，该方法不需要进行波前测量和波前重构，而是把波前校正器的控制信号作为优化参数，以应用系统所关心的系统性能指标直接作为优化算法的目标函数，通过寻优得到接近理想的校正效果。由于不再需要波前探测，一方面简化了系统结构，另一方面拓展了常规自适应光学技术在波前无法测量环境中的应用。\n 作为寻优控制的方法，算法的迭代速度对控制带宽起着相当关键的作用。而算法的实现方式对迭代速度有着决定性的影响，因此算法的实现方式至关重要。本文在研究现有spgd算法实现方式的基础上，提出了基于FPGA平台的硬件电路实现方法。该设计能够同时控制倾斜镜和61单元的变形镜，具有近千次每秒的算法迭代速度。\n 利用该算法实现平台，搭建了61单元spgd算法自适应光学实验系统，分别开展了静态和动态波前畸变校正实验。通过静念波前畸变校正实验表明该实验系统对静态波前畸变具有良好的校正效果。在动态波前畸变实验中，分别使用热风式湍流模拟装置和转动位相板产生动态波前扰动。动态波前畸变校正实验结果表明该实验系统的有效带宽约为10Hz。

关键词：自适应光学 spgd算法寻优控制波前畸变

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湍流大气对光束相干合成效果的影响

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中国光学 2020年第4期13卷 884-898页

作者：宋纪坤李远洋车东博郭劲王挺峰李志来中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间光学研究二部吉林长春130033

光纤激光相干合成是获得高功率高光束质量输出较为有效的途径,而湍流大气是制约其应用与发展的关键因素之一。本文重点研究了大气格林伍德频率对基于随机并行梯度下降算法(spgd)相干合成系统校正效果的影响。首先,在静态大气条件下,分... 详细信息

光纤激光相干合成是获得高功率高光束质量输出较为有效的途径,而湍流大气是制约其应用与发展的关键因素之一。本文重点研究了大气格林伍德频率对基于随机并行梯度下降算法(spgd)相干合成系统校正效果的影响。首先,在静态大气条件下,分析了不同湍流强度对相干合成系统校正效果的影响;然后,利用数值计算生成一组旋转的符合Kolmogorov统计规律的相位屏模拟湍流大气,对在不同大气格林伍德频率下相干合成系统的校正效果进行研究;最后,搭建两路光纤激光相干合成实验平台,进行实验验证。仿真和实验结果表明,在系统的控制算法迭代频率(350 Hz)一定时,随着大气格林伍德频率的增加,湍流大气对光束的相位和光强的扰动加剧,使得相干合成系统的合成效果变得越来越差。

关键词：相干合成 spgd算法湍流大气相位屏

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激光场相干叠加光束合成技术

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强激光与粒子束 2014年第10期26卷 146-150页

作者：李彬叶一东颜宏田飞陈黎罗佳马立斌中国工程物理研究院研究生部北京100088 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

光束拼接激光相干合成中,拼接占空比不高导致合成光束能量集中度不够理想,为了解决这个问题,提出了激光场相干叠加光束合成技术路线,设计了基于半反半透合束镜的多级激光场相干叠加光束合成方案。研究了子光束之间的光强差和波面误差对... 详细信息

光束拼接激光相干合成中,拼接占空比不高导致合成光束能量集中度不够理想,为了解决这个问题,提出了激光场相干叠加光束合成技术路线,设计了基于半反半透合束镜的多级激光场相干叠加光束合成方案。研究了子光束之间的光强差和波面误差对相干合成的影响,结果表明,激光场相干叠加光束合成中,对参与合成子光束的光强差、相位差的容差均不难满足:仅考虑单一因素时,子束光强相差三倍时合成效率仍可达90%,相位误差小于π/5时,合成效率可达到90.5%。搭建了基于半透半反合束镜的两束激光场相干叠加光束合成实验装置,实验验证了激光场相干叠加光束合成技术的可行性,在闭环情况下得到了稳定的合成光束输出,合成效率可达95%以上。

关键词：激光场相干叠加光束合成相干合成 spgd算法

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