检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2020年第16期69卷 77-92页

作者：张益溢吴佳琛郝然金尚忠曹良才中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室杭州310018 精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系北京100084

数字全息显微成像有别于传统光学显微成像,可根据重建全息图获取细胞的生物学参数与形貌信息,是一种有效的非接触无损三维成像技术.随着像感器的发展与硬件计算能力的提升,数字全息显微成像技术在活体生物细胞检测尤其在血红细胞检测领... 详细信息

数字全息显微成像有别于传统光学显微成像,可根据重建全息图获取细胞的生物学参数与形貌信息,是一种有效的非接触无损三维成像技术.随着像感器的发展与硬件计算能力的提升,数字全息显微成像技术在活体生物细胞检测尤其在血红细胞检测领域取得了显著进展和突破.本文介绍了同轴、离轴以及光镊辅助离轴的数字全息显微技术,这些技术利用瑞利索末菲反向传播算法、清晰度量化算法、分水岭分割算法、数字重聚焦方法与热涨落方法等来实现血红细胞的形变、空间分布、三维体积信息的高精度提取,有助于糖尿病、心血管疾病、帕金森氏疾病等病理研究.数字全息显微成像技术实现了传统三维显微成像技术难以达到的实时性和定量化检测,由于独有的非接触、无损性特点,在细胞成像领域应用前景广阔.

关键词：数字全息显微成像细胞成像数字重聚焦

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功能集成式无定形陆空粒子飞行器

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应用力学学报 2021年第1期38卷 269-276页

作者：张益溢金尚忠严永强方维吴羽峰中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室杭州310018

为了提高无人机的灵活性与其在特殊环境中的适应能力,受细胞生物学中细胞集体聚集和迁移的启发,提出了功能集成式无定形陆空粒子飞行器,采用模块化和陆空两用设计理念,设计有飞行控制型与功能型两种粒子,各粒子之间通过电磁铁控制松散... 详细信息

为了提高无人机的灵活性与其在特殊环境中的适应能力,受细胞生物学中细胞集体聚集和迁移的启发,提出了功能集成式无定形陆空粒子飞行器,采用模块化和陆空两用设计理念,设计有飞行控制型与功能型两种粒子,各粒子之间通过电磁铁控制松散耦合。飞行控制型粒子保障飞行器在空中的稳定飞行;功能型粒子包含多种不同功能的无定形粒子,满足如摄影、测距、红外生命探测、水质检测等需求。执行飞行任务时,可根据实际需求耦合两种类型粒子形成集群粒子飞行器,最优化执行飞行任务;在陆地上,粒子通过"膨胀-收缩"循环实现粒子地面运动。该粒子飞行器尺寸小、结构稳定、机动性高,具有较大的民用价值与军用价值。

关键词：粒子飞行器无定形粒子膨胀-收缩

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点云配准方法在粗配准中的比较

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激光与光电子学进展 2020年第8期57卷 286-293页

作者：侯彬金尚忠王赟陈智慧曹馨艺中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018

为了解不同点云配准方法的配准效率和配准精度,使用不同的点云配准方法(三维形状上文、点特征直方图、快速点特征直方图、四点一致集、迭代最近点、正态分布变换)对三维点云数据进行了粗配准实验。在实验过程中记录了点云配准的时间和... 详细信息

为了解不同点云配准方法的配准效率和配准精度,使用不同的点云配准方法(三维形状上文、点特征直方图、快速点特征直方图、四点一致集、迭代最近点、正态分布变换)对三维点云数据进行了粗配准实验。在实验过程中记录了点云配准的时间和点云配准在x、y、z轴上的旋转角度误差和平移距离误差,通过分析实验记录的数据来比较不同点云配准方法在粗配准实验中的配准效率和配准精度。实验结果表明,三维形状上文、点特征直方图、快速点特征直方图在粗配准实验中表现良好;四点一致集配准效果较好,但耗时较长;迭代最近点不适用于粗配准;正态分布变换在粗配准实验中表现一般。该实验结论能够为不同情况下点云配准方法的选择提供有效的借鉴。

关键词：机器视觉点云配准配准时间旋转角度平移距离配准误差

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基于深度学习的滤光片型高光谱成像技术

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激光与光电子学进展 2023年第10期60卷 460-468页

作者：林学利王子林邹艳霞刘豪郝然金尚忠中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018

相较于传统快照式高光谱成像技术,基于深度学习的滤光片型高光谱成像技术仅使用深度学习和极少的滤光片进行光谱采样,便能重建高光谱,且滤光片直接与图像传感器集成,具有结构简单、成像速度快等优点。但现有的研究大多直接以原高光谱成... 详细信息

相较于传统快照式高光谱成像技术,基于深度学习的滤光片型高光谱成像技术仅使用深度学习和极少的滤光片进行光谱采样,便能重建高光谱,且滤光片直接与图像传感器集成,具有结构简单、成像速度快等优点。但现有的研究大多直接以原高光谱成像仪拍摄的图像为数据集,而未对数据集进行预处理,忽略了原高光谱成像仪对数据集的影响。因此,通过对原高光谱成像仪成像原理进行研究来对数据集进行预处理,把高光谱图像转换为辐射功率谱,从而消除原高光谱成像仪的影响,增强了模型鲁棒性。另外,鉴于滤光片存在光谱响应函数平滑性差而难以加工的问题,将平滑性约束纳入误差函数的设计中,使优化所得的滤光片具有平滑的光谱响应函数且易于加工。

关键词：光谱学高光谱成像计算光谱学光学逆向设计

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基于像素偏振片阵列的实时水下目标成像技术

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半导体光电 2019年第6期40卷 879-885页

作者：王赟金尚忠陈智慧侯彬曹馨艺中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室杭州310018

借助偏振成像可以增强水下目标的探测效果。传统的偏振成像方法需要光学检偏器的机械转动来实现,这限制了其在水下的实时探测性能。采用基于像素偏振片阵列图像传感器开发的相机设计了一种水下实时成像系统。系统通过阵列上排布的四向... 详细信息

借助偏振成像可以增强水下目标的探测效果。传统的偏振成像方法需要光学检偏器的机械转动来实现,这限制了其在水下的实时探测性能。采用基于像素偏振片阵列图像传感器开发的相机设计了一种水下实时成像系统。系统通过阵列上排布的四向微偏振片一次性捕获四向偏振图像,从而全局估算背景杂散光的偏振角和偏振度。然后利用偏振信息反解得到杂散光光强,最后借助水下成像物理模型得到去散射后的目标增强图像。实验结果表明,将像素偏振片阵列图像传感器应用到水下成像能够有效增强水下图像的对比度,且成像处理过程实时快速,进一步提高了水下目标的探测效率。

关键词：像素偏振片阵列偏振成像图像处理水下目标成像对比度增强

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基于SiPM单光子探测器的荧光光谱仪研究

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应用光学 2022年第2期43卷 278-283页

作者：张飞赵天琦陈义张学成金尚忠中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018

为了解决激光诱导荧光检测系统存在的光学结构复杂、体积大、成本高以及灵敏度不足等主要问题,研制了一种高灵敏、小型化的荧光光谱仪。该光谱仪以349 nm半导体激光器作为激发光源,采用正交型光路,将4×4窄带滤光片阵列与具有单光... 详细信息

为了解决激光诱导荧光检测系统存在的光学结构复杂、体积大、成本高以及灵敏度不足等主要问题,研制了一种高灵敏、小型化的荧光光谱仪。该光谱仪以349 nm半导体激光器作为激发光源,采用正交型光路,将4×4窄带滤光片阵列与具有单光子灵敏度的硅光电倍增器(SiPM)阵列耦合,可实现光谱信息的多通道探测,具备结构紧凑、成本较低以及稳定性好等优点。以荧光素钠为测试样品,对光谱仪性能进行了评估。实验结果表明,光谱仪的检测限优于5×10^(−11)mol·L^(−1),在5×10^(−11)mol·L^(−1)到1×10^(−9)mol·L^(−1)的溶液浓度范围内,被测溶液浓度与检测所得荧光强度满足良好的线性关系,线性相关系数为0.99839。此外,光谱仪还具备良好的重复性,荧光峰值强度的相对标准偏差小于10%。因此,该光谱仪兼具灵敏度高、线性度好、重复性与可靠性强等优点,可以满足现场实时检测的需求。

关键词：荧光检测光谱仪激光诱导荧光硅光电倍增器窄带滤光片阵列

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基于拉曼光谱的花粉检测及分类方法

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激光与光电子学进展 2020年第13期57卷 316-323页

作者：曹馨艺金尚忠侯彬陈智慧王赟中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018

不同人群对不同种类的花粉存在不同的过敏反应,为此研究用于快速检测空气中花粉粒子及分类的方法。以常见花粉作为研究对象,利用拉曼光谱仪采集42种花粉样品的465条拉曼光谱数据,按照生物学分类划分为科间花粉及属间花粉并对其进行分类... 详细信息

不同人群对不同种类的花粉存在不同的过敏反应,为此研究用于快速检测空气中花粉粒子及分类的方法。以常见花粉作为研究对象,利用拉曼光谱仪采集42种花粉样品的465条拉曼光谱数据,按照生物学分类划分为科间花粉及属间花粉并对其进行分类预测。将所得光谱数据预处理后,利用主成分分析提取光谱的特征信息,并建立支持向量机识别模型。对于科间花粉的预测结果准确率为97.75%,蔷薇科属间花粉的预测结果准确率为90.47%,说明拉曼光谱分析法对花粉分类鉴别具有可行性。

关键词：光谱学拉曼光谱花粉识别主成分分析支持向量机

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数字聚焦压缩全息成像技术研究

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激光与光电子学进展 2021年第18期58卷 355-364页

作者：张益溢黄郑重杨峰金尚忠曹良才中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018 精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系北京100084

同轴全息重建由于相位共轭波的干扰,会产生二阶噪声与孪生像噪声,从而影响重建质量和精度,而在全息重建中,获取最佳重建平面的相关全息聚焦距离参数也是全息成像领域的关键。为此,提出了一种基于压缩感知的聚焦重建算法,通过选取轴向方... 详细信息

同轴全息重建由于相位共轭波的干扰,会产生二阶噪声与孪生像噪声,从而影响重建质量和精度,而在全息重建中,获取最佳重建平面的相关全息聚焦距离参数也是全息成像领域的关键。为此,提出了一种基于压缩感知的聚焦重建算法,通过选取轴向方向内固定间隔的一系列重建图像,以压缩感知的全变分正则化约束重建不同深度的图像,根据图像灰度变化或绝对梯度算子等聚焦度量指标计算并构建数字全息重建图像的聚焦曲线,确定最佳聚焦位置。所述算法抑制了重建噪声,提升了物体轴向的重建精度,实现了聚焦位置周围更宽范围的高分辨率图像重建。

关键词：成像系统全息重建压缩感知数字聚焦数字全息

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宽能平面型HPGe探测器能量刻度及MC模拟

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计量学报 2021年第11期42卷 1511-1516页

作者：严永强孙圣涛吴金杰金尚忠赵瑞中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

为更好服务于环境辐射监测,通过标准放射点源^(241)Am、^(133)Ba、^(60)Co、^(137)Cs、^(152)Eu对平面型HPGe探测器进行标定,分别获得不同特征能量下的探测效率、半高宽、道址等数据。数据处理后得到能量-道址函数、FWHM能量刻度函数、... 详细信息

为更好服务于环境辐射监测,通过标准放射点源^(241)Am、^(133)Ba、^(60)Co、^(137)Cs、^(152)Eu对平面型HPGe探测器进行标定,分别获得不同特征能量下的探测效率、半高宽、道址等数据。数据处理后得到能量-道址函数、FWHM能量刻度函数、能量与探测效率关系,同时求得能量分辨率为1.58 keV(^(60)Co,1.33 MeV)。通过对比发现,利用CT技术建立的MC模型更加可靠、高效。通过修正上、下死层厚度依次分段对模型探测效率进行校正,得到整体探测效率相对误差在5%以内,与实验结果符合较好。

关键词：计量学辐射监测 HPGe探测器能量刻度 MC模拟死层厚度

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基于MCNP的X光机模拟及足跟效应修正

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计量学报 2022年第6期43卷 812-818页

作者：严永强吴金杰金尚忠赵瑞中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

为修正X射线管的足跟效应,根据常用的X射线管参数,基于MCNP建立了X光机仿真模型,模仿光机成像系统增感屏,建立了169个像素的探测器阵列,并利用该阵列探究了X射线管的足跟效应现象,采用多项式拟合分段修正的方法设计了足跟效应过滤片HEF... 详细信息

为修正X射线管的足跟效应,根据常用的X射线管参数,基于MCNP建立了X光机仿真模型,模仿光机成像系统增感屏,建立了169个像素的探测器阵列,并利用该阵列探究了X射线管的足跟效应现象,采用多项式拟合分段修正的方法设计了足跟效应过滤片HEF,对足跟效应照度过高的区域进行匀整修正。通过平面过滤片与HEF的通量分布对比,发现HEF成功地将阴阳极轴线方向-12°至19°的范围修正到无过滤片时强度的60%,该区域通量的最大相对误差小于3%,实现较大匀整面积。通过模拟成像对比分析发现,经过HEF修正后的X光机,大大提高了物体分辨的能力。所提出的对特定X光管参数和成像阵列面足跟效应的修正方法具有一定的实用性与可推广性,对X光机的设计和使用具有一定的参考价值。

关键词：计量学 X光机足跟效应蒙特卡罗模拟

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