检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2024年第3期53卷 153-166页

作者：单良简娟熊俊哲施飞杨洪波楼晓颖孔明中国计量大学信息工程学院、浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

提出了一种面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法,可以减小重建角度误差和均方根误差,尤其是图像边缘部分的角度误差。使用该优化算法分别对单涡流、双涡流、DNS湍流粒子场进行速度场重建,得到三种流场的均方根误差和平均角度误差... 详细信息

提出了一种面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法,可以减小重建角度误差和均方根误差,尤其是图像边缘部分的角度误差。使用该优化算法分别对单涡流、双涡流、DNS湍流粒子场进行速度场重建,得到三种流场的均方根误差和平均角度误差比优化前至少降低了15.96%和19.87%。搭建二维PIV实验系统,在待测流场中均匀撒入100μm的PSP粒子,进行旋转实验和注水实验,分别模拟涡流场和射流场,所提出的优化算法可以获得与常见算法流形一致的速度场。

关键词：粒子图像测速光流法均方根误差平均角度误差图像插值流体测量速度场重建

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基于人工蜂群算法的多峰颗粒粒度分布反演

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光子学报 2020年第12期49卷 191-204页

作者：单良李浩然洪波王道档查婷婷孔明中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

使用人工蜂群算法实现对基于Mie散射理论的小角前向散射法的颗粒系粒径多峰分布的反演,并进行仿真和实验.对服从正态分布、Rosin-Rammler分布、Johnson’s S B分布函数的均匀球形颗粒系进行仿真.分别模拟了单峰、双峰和三峰分布的颗粒群... 详细信息

使用人工蜂群算法实现对基于Mie散射理论的小角前向散射法的颗粒系粒径多峰分布的反演,并进行仿真和实验.对服从正态分布、Rosin-Rammler分布、Johnson’s S B分布函数的均匀球形颗粒系进行仿真.分别模拟了单峰、双峰和三峰分布的颗粒群,人工蜂群算法均能较好地实现颗粒粒径的反演.在单峰分布时,颗粒重量频率分布曲线的相对均方根误差低至3.53×10^-8.与独立模式Philip-Twomey-NNLS算法和Chahine算法相比,人工蜂群算法的仿真反演精度更高,其双峰宽分布的颗粒重量频率分布曲线的相对均方根误差分别由3.38%和2.70%降至1.53%,且随着峰数增多、分布曲线宽度变窄和噪声增加,Philip-Twomey-NNLS算法和Chahine算法的误差分别增加至44.99%和24.36%,而人工蜂群算法的误差为18.22%.搭建小角前向散射法颗粒测量系统,分别采集国家标准颗粒35μm单一颗粒群和30μm、51μm混合颗粒群的散射图像进行实验研究,均得到较高精度的反演结果,与Philip-Twomey-NNLS算法相比,其特征粒径的相对误差可降低50%左右,特征参数的相对误差在5%以内.

关键词：颗粒粒度分布人工蜂群算法 Mie散射理论小角前向散射法多峰分布

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韦伯分布布谷鸟搜索算法颗粒粒径分布反演

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光学学报 2022年第2期42卷 242-251页

作者：单良查婷婷孔明洪波中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室浙江杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

韦伯分布在非线性寻优问题中具有较好的寻优精度和全局搜索能力,为此提出一种基于韦伯分布的布谷鸟搜索(WCS)算法来解决颗粒粒径分布反演的问题。使用WCS算法对服从Johnson’s S_(B)分布、Rosin-Rammler分布和正态分布的单峰颗粒系和双... 详细信息

韦伯分布在非线性寻优问题中具有较好的寻优精度和全局搜索能力,为此提出一种基于韦伯分布的布谷鸟搜索(WCS)算法来解决颗粒粒径分布反演的问题。使用WCS算法对服从Johnson’s S_(B)分布、Rosin-Rammler分布和正态分布的单峰颗粒系和双峰颗粒系进行颗粒粒径分布的反演,并分别与其他传统算法的处理结果进行比较。结果表明,WCS算法的整体效果优于人工鱼群算法和人工蜂群算法,且改进后的4种重尾分布CS算法的标准差比原CS算法提升2~3个数量级。目标函数散射光能加入噪声后,WCS算法比其他三种重尾分布的相对均方根误差值至少可降低1/2。使用小角前向散射测量系统对单峰颗粒系和双峰混合颗粒系进行实验研究,发现WCS算法的相对均方根误差比原CS算法降低约为40%。

关键词：散射小角前向散射布谷鸟搜索算法韦伯分布颗粒粒径反演

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小角前向散射偏振比法颗粒粒度分布反演

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红外与激光工程 2019年第1期48卷 265-272页

作者：单良徐良洪波曹丽霞王道档郭天太孔明中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室浙江杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

在光散射法的颗粒粒径测量方法中,传统测量模型的测量结果易受光路中颗粒杂质的影响。在Mie散射理论的基础上,将小角前向散射法与偏振比法相结合,推导了新的散射光能与粒径分布关系式,构造了传统小角前向散射法和小角前向散射偏振比法... 详细信息

在光散射法的颗粒粒径测量方法中,传统测量模型的测量结果易受光路中颗粒杂质的影响。在Mie散射理论的基础上,将小角前向散射法与偏振比法相结合,推导了新的散射光能与粒径分布关系式,构造了传统小角前向散射法和小角前向散射偏振比法两种目标函数,并引入一种非独立模式算法——人工鱼群算法对两种方法的目标函数进行反演。仿真采用服从Johnson-SB单峰分布均匀球形颗粒,分别对两种目标函数散射光能加入5%,10%,15%的随机噪声。仿真结果显示,利用人工鱼群算法对小角前向散射偏振比法目标函数反演得到的反演精度、抗噪声能力和鲁棒性都明显优于传统小角前向散射法目标函数的反演结果。

关键词：小角前向散射偏振比人工鱼群算法反演颗粒粒度

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面向光场火焰温度场重建的特征提取优化方法

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化工进展 2024年第2期43卷 823-829页

作者：单良华夏杰牛玉风赵腾飞洪波孔明中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室浙江杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

近年来,利用深度学习的方法从光场火焰图像中重建三维温度分布已成为辐射测温研究领域的一个新方向。传统的温度场重建网络仍沿用平面图像的特征提取方法,不仅忽略了光场图像中记录的三维光线信息,而且没有充分考虑追迹光线的分类问题,... 详细信息

近年来,利用深度学习的方法从光场火焰图像中重建三维温度分布已成为辐射测温研究领域的一个新方向。传统的温度场重建网络仍沿用平面图像的特征提取方法,不仅忽略了光场图像中记录的三维光线信息,而且没有充分考虑追迹光线的分类问题,致使先验信息的缺失和不同类型特征的杂糅,对温度场的重建精度产生负面影响。本文对网络中的特征提取过程进行了优化,首先将子孔径图像的视角信息添加到网络输入端,然后使用双分支卷积方法分别提取光场的空间特征和角度特征,最后利用注意力机制对特征在不同尺度上的重要性进行建模。本文通过正交实验验证了上述因素对重建精度的影响。仿真结果表明,与传统网络相比,优化方法重建的温度场平均相对误差降低了44.82%,最大相对误差降低了34.76%。

关键词：温度场重建优化神经网络数值分析

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径向基函数插值互相关光流算法粒子图像测速技术

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中国激光 2023年第6期50卷 47-56页

作者：熊俊哲孔明洪波施飞杨简娟詹虹晖单良中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室浙江杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

互相关光流混合算法是目前粒子图像测速的主流算法,但是重建速度场精度不高。利用高斯径向基函数插值替换互相关光流混合算法中的双三次插值,减小了重建角度误差。进行朗肯涡流仿真实验,使用高斯径向基函数插值混合算法进行粒子速度场重... 详细信息

互相关光流混合算法是目前粒子图像测速的主流算法,但是重建速度场精度不高。利用高斯径向基函数插值替换互相关光流混合算法中的双三次插值,减小了重建角度误差。进行朗肯涡流仿真实验,使用高斯径向基函数插值混合算法进行粒子速度场重建,其均方根误差和平均角度误差比传统混合算法分别降低了27.36%和38.32%,并分析了位移和粒径大小对重建误差的影响。搭建了二维粒子图像测速技术(PIV)实验系统,采用粒径为100μm的聚酰胺粒子作为示踪粒子,进行旋转实验和注水实验,分别模拟涡流场和射流场。采用高斯径向基函数插值混合算法进行速度场重建,可以获得与传统混合算法相近的粒子速度场。

关键词：测量粒子图像测速高斯径向基函数朗肯涡流平均角度误差

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面向光场火焰辐射的积分采样优化方法

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2423-2431页

作者：单良华夏杰孔明牛玉风赵腾飞中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

光线追迹用于建立传感器像素和火焰的映射关系,是火焰光场成像的重要步骤,服务于温度场重建。但目前常用的蒙特卡洛逆向追迹在承载辐射量计算上,存在精度不稳定、耗时长等问题。本文提出在光线传播方程加入透镜参数,测算投影光斑与透镜... 详细信息

光线追迹用于建立传感器像素和火焰的映射关系,是火焰光场成像的重要步骤,服务于温度场重建。但目前常用的蒙特卡洛逆向追迹在承载辐射量计算上,存在精度不稳定、耗时长等问题。本文提出在光线传播方程加入透镜参数,测算投影光斑与透镜的交互关系,表征承载辐射量的积分。该积分追迹方法旨在简化传输模型、确保高精度的辐射量计算。为验证其有效性,使用不同光线密度的逆向追迹与本文方法对温度场采样,生成对应火焰光场图像,将不同采样样本训练的模型在标准数据集下作对比:随采样光线密度提升,重建温度场误差越低,当光线密度达50×50条/像素时,重建平均相对误差为0.275%,追迹过程耗时405.53 s;本文方法重建平均相对误差为0.246%,追迹过程耗时0.3 s。

关键词：光线积分追迹承载辐射光场相机火焰测温

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基于注意力机制的改进残差网络火焰温度场重建

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化工进展 2024年第2期43卷 688-695页

作者：单良周荣幸洪波仰文淇孔明中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室浙江杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

基于卷积神经网络重建火焰温度场的方法近年来已被广泛采用,但是传统卷积神经网络模型随着其网络层数的增加极易出现过拟合或者模型退化的现象,导致重建误差较大。本文提出一种改进的方法,使用ResNet18网络进行火焰温度场重建,并引入注... 详细信息

基于卷积神经网络重建火焰温度场的方法近年来已被广泛采用,但是传统卷积神经网络模型随着其网络层数的增加极易出现过拟合或者模型退化的现象,导致重建误差较大。本文提出一种改进的方法,使用ResNet18网络进行火焰温度场重建,并引入注意力机制和局部重要性池化,优化提取内容,实现已知信息的充分利用,减少重建误差。实验结果表明,同时引入局部重要性池化和注意力机制后,温度场重建的平均相对误差为0.13%,最大相对误差为0.75%;相较于初始ResNet18网络,平均相对误差减少了31.58%,最大相对误差减少了34.21%。通过消融实验验证了两种因素对重建精度的影响,结果表明:同时加入两个改进模块后的温度场重建精度要优于加入单个改进模块后的精度,局部重要性池化模块对精度提升的作用更大。

关键词：温度场残差网络注意力机制池化

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用于彩色光照粒子图像测速的粒子场模拟成像

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光子学报 2022年第3期51卷 88-97页

作者：单良施飞杨洪波王道档熊俊哲孔明中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018

分析了基于彩色光照的粒子图像测速算法中示踪粒子的成像原理,并根据实际流场中的应用环境以及彩色粒子图像测速算法的实验条件,采用一套由白色光源和波长线性变化的滤波片组成的照明系统,为粒子场提供不同深度、相同光强的彩色体积光... 详细信息

分析了基于彩色光照的粒子图像测速算法中示踪粒子的成像原理,并根据实际流场中的应用环境以及彩色粒子图像测速算法的实验条件,采用一套由白色光源和波长线性变化的滤波片组成的照明系统,为粒子场提供不同深度、相同光强的彩色体积光照明。根据针孔相机模型和其对应的点扩散函数,建立示踪粒子的三维成像模型,得到在彩色体积光照射下流场中的粒子在彩色相机上的模拟图像。结合朗肯涡流模型生成的三维速度场得到不同时刻下的模拟粒子图像。采用彩虹粒子图像测速算法对不同密度的粒子在不同速度的朗肯涡流场下的模拟图像进行粒子分布场和粒子速度场的重建分析,与真实值对比,证明该方法生成的模拟粒子图像可以为基于彩色光照粒子图像测速算法的研究提供支撑。

关键词：粒子图像测速针孔成像点扩散函数彩色光照朗肯涡流

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结合稠密小波变换的双分支低照度图像增强

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计算机工程与应用 2024年第4期60卷 200-210页

作者：陈俊杰周永霞祖佳贞盛威赵平中国计量大学信息工程学院杭州310018 中国计量大学浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018

针对低照度图像存在低亮度、高噪声、色彩失真等问题,提出了一种结合稠密小波变换的双分支低照度图像增强方法。采用稠密小波网络进行多尺度特征信息融合,在减少信息丢失的同时使网络具有一定的去噪能力。在多尺度特征融合中嵌入全局注... 详细信息

针对低照度图像存在低亮度、高噪声、色彩失真等问题,提出了一种结合稠密小波变换的双分支低照度图像增强方法。采用稠密小波网络进行多尺度特征信息融合,在减少信息丢失的同时使网络具有一定的去噪能力。在多尺度特征融合中嵌入全局注意力模块和特征提取模块,充分提取全局和局部特征。通过双分支结构对图像进行色彩增强和细节重建,使得低照度图像具有较好的增强效果。引入了新的联合损失函数从多方面指导网络训练,以增强网络性能。将所提方法与主流方法相比较,实验结果充分表明,所提方法有效提高了低照度图像的亮度,抑制了图像噪声,并取得了更丰富的细节和色彩信息,得到的增强图像更清晰自然,在峰值信噪比和结构相似度等图像质量客观评价指标方面也具有显著的优势。

关键词：稠密小波变换低照度图像增强双分支联合损失函数

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