检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2023年第10期43卷 3193-3201页

作者：王雨晨孔令琴赵跃进董立泉刘明惠梅北京理工大学光电学院北京100081 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 浙江嘉兴314019

组织血氧饱和度(StO_(2))是检测组织和血液中血液灌注和血液氧合变化的重要指标,在临床及日常监测中具有重要意义。高光谱成像以其非接触、光谱信息丰富等优点,成为一种评估StO_(2)的新兴手段,然而高光谱成像设备造价昂贵且操作复杂,限... 详细信息

组织血氧饱和度(StO_(2))是检测组织和血液中血液灌注和血液氧合变化的重要指标,在临床及日常监测中具有重要意义。高光谱成像以其非接触、光谱信息丰富等优点,成为一种评估StO_(2)的新兴手段,然而高光谱成像设备造价昂贵且操作复杂,限制了其使用环境及发展。传统工业相机获取皮肤组织的RGB图像空间分辨率高、但其光谱分辨率低,若能提高光谱分辨,则其实现高精度生理参数测量成为可能。提出了一种基于RGB图像高光谱重建的StO_(2)评估方法。该方法基于深度学习方法构建了从RGB图像到皮肤组织高光谱图像的重建模型,获得了高物理可靠性皮肤组织高光谱图像,并利用改进的朗伯比尔模型,实现了区域StO_(2)评估。采用普通可见光相机与高光谱相机通过捆绑实验同时采集了49位受试者处于不同血液灌注状态下手部的RGB图像与高光谱图像作为数据集。在对高光谱图像进行降维去噪的基础上,根据含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白的特征光谱选取了450~600 nm(含31个光谱通道)波段作为重建光谱波段,构建了基于深度学习的皮肤组织高光谱重建神经网络模型。实验结果表明,重建模型获得的皮肤反射光谱与高光谱相机直接采集的反射光谱曲线具有较高的一致性,测试集中二者的平均绝对误差(MAE)为0.00938,均方误差(RMSE)为0.01481。之后对重建模型得到的区域StO_(2)测量结果与高光谱相机得到的测量结果二者的相似性进行了定量评估,测试集样本中两种方法生成StO_(2)空间分布图的二维相关系数均处于可靠范围内(大于94%),表明了本文提出的基于可见光图像高光谱重建的StO_(2)评估方法具有较高的可靠性。该研究利用普通彩色相机实现了区域StO_(2)评估,为各种疾病的临床诊断和监测提供了一种简单低成本的StO_(2)监测方法。

关键词：组织血氧饱和度 RGB图像光谱重建深度学习

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头部旋转运动下自适应非接触鲁棒性心率检测方法

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物理学报 2022年第5期71卷 376-384页

作者：巴图巴雅尔·欧赟赵跃进孔令琴董立泉刘明惠梅北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 嘉兴314019

基于人脸视频的生理信号检测面临的主要挑战是运动伪影噪声.针对受试者头部刚性旋转运动引起的伪影噪声,本文提出利用头部运动信息构建自适应滤波器的非接触式心率检测方法.该方法利用人脸二维和三维的特征点计算受试者运动中头部的偏... 详细信息

基于人脸视频的生理信号检测面临的主要挑战是运动伪影噪声.针对受试者头部刚性旋转运动引起的伪影噪声,本文提出利用头部运动信息构建自适应滤波器的非接触式心率检测方法.该方法利用人脸二维和三维的特征点计算受试者运动中头部的偏航和俯仰欧拉角度,并将其作为调控过程噪声协方差的信号质量指数,进而构建了自适应Kalman滤波器,实现了稳健的心率估计.实验结果表明:本文提出的方法可有效抑制头部刚性旋转运动引起的噪声,平均绝对误差为2.22 beat/min,均方根误差为2.76 beat/min,与现有方法相比准确度分别提升9%与24.6%,具有统计显著性.本文提出的头部旋转角度自适应非接触鲁棒性心率检测方法在自发运动的真实场景下能有效提升检测的准确性,扩大了成像式光电容积描记技术在视频健康监测领域的使用场景.

关键词：人脸视频非接触式心率检测头部旋转运动自适应Kalman滤波器

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2μm人眼安全波段太阳光抽运激光器的理论研究

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物理学报 2020年第9期69卷 150-158页

作者：林学彤杨苏辉王欣李卓张金英北京理工大学光电学院北京100081 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 信息光子技术工业和信息化部重点实验室北京100081

太阳光直接抽运激光器在空间光通信、遥感等领域有着重要的潜在应用,但是一直以来人们对太阳光抽运激光器的研究局限于以掺Nd3+粒子为增益介质的1μm波段.通过对现有固体激光工作物质的吸收谱进行分析,发现掺Tm3+离子在太阳辐射较强的... 详细信息

太阳光直接抽运激光器在空间光通信、遥感等领域有着重要的潜在应用,但是一直以来人们对太阳光抽运激光器的研究局限于以掺Nd3+粒子为增益介质的1μm波段.通过对现有固体激光工作物质的吸收谱进行分析,发现掺Tm3+离子在太阳辐射较强的可见光波段具有强的吸收峰,使2μm人眼安全波段实现太阳光直接抽运激光输出成为可能.本文对Tm:YAG和Tm:YAP两种常见晶体的吸收谱与太阳光谱匹配度进行了分析计算,得出两种材料用于太阳光抽运激光器的阈值抽运功率密度分别为1.14和1.434 kW/cm3.选择与抽运阈值功率密度低的Tm:YAG晶体作为增益介质,使用TracePro软件建立太阳光抽运激光器的二级抽运模型,并对模型进行优化,得到了锥形腔窗口与菲涅耳透镜的最佳距离、晶体棒的最佳长度以及锥形腔最佳锥度.本文的工作为实现太阳光直接抽运2μm激光输出做了理论上的准备.

关键词：人眼安全太阳光抽运激光器阈值抽运功率密度 Tm:YAG/Tm:YAP

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一种基于空间特征注意力机制的点云分析方法

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激光与光电子学进展 2023年第24期60卷 232-242页

作者：曲彦霖王悦张倩韩绍坤北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081

针对现有的基于点的网络平等地对待所有的点从而无法有效关注重要特征的问题,在激光雷达点云处理领域引入注意力机制,即CSA模块,其中CA表示通道注意力,SA表示空间注意力。两个模块以数据驱动的方式自动学习不同特征通道信息和不同空间... 详细信息

针对现有的基于点的网络平等地对待所有的点从而无法有效关注重要特征的问题,在激光雷达点云处理领域引入注意力机制,即CSA模块,其中CA表示通道注意力,SA表示空间注意力。两个模块以数据驱动的方式自动学习不同特征通道信息和不同空间位置信息的重要性,从而提升网络在点云分类和分割任务上的表现。在基于点的网络中引入了上述两个模块,提出了CSA-PointNet++结构。实验结果表明:所提方法在ModelNet40数据集上的分类准确率达93.20%,在ShapeNetPart数据集上的部件分割实验的平均交并比(mIoU)为82.62%,优于其他对比方法,验证了所提网络的有效性;同时,在真实世界自建数据集上,所提方法的分类准确率达92.14%,证明了网络在真实世界的数据上具有良好的泛化能力。

关键词：深度学习激光点云点云处理特征提取注意力机制

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阶跃型三维形貌信息小波去噪方法研究

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应用光学 2016年第4期37卷 542-548页

作者：樊颖邱丽荣赵维谦王允北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081

阶跃样品显微测量时,样品三维形貌本身丰富的阶跃信息极易受到噪声高频信号的干扰,如何在滤除噪声的同时保持三维形貌的阶跃特征,实现对样品表面三维形貌信息的高精度测量是一个重要研究问题。利用小波函数良好的空间域和频率域的局部... 详细信息

阶跃样品显微测量时,样品三维形貌本身丰富的阶跃信息极易受到噪声高频信号的干扰,如何在滤除噪声的同时保持三维形貌的阶跃特征,实现对样品表面三维形貌信息的高精度测量是一个重要研究问题。利用小波函数良好的空间域和频率域的局部化特性,针对阶跃型样品的特点选取Haar小波,并采用一种基于模平方的阈值处理方法对三维形貌信息小波去噪方法进行研究。将该方法应用在本课题组研制的激光差动共焦显微镜扫描台阶样品得到的三维高度轮廓中,去噪后测量样品高度与OLYMPUS共焦显微镜扫描结果相对比,误差为0.146 8nm,满足三维形貌信息后续测量分析的要求,证明了算法的有效性。

关键词：小波去噪阶跃型三维形貌 Haar小波差动共焦

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基于双目视觉的深度图拼接

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激光与光电子学进展 2018年第12期55卷 276-281页

作者：袁瑞峰刘明惠梅赵跃进董立泉北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081

提出了一种基于双目视觉的深度图像拼接方法。利用预先标定好的双目深度传感器,通过运动采集到具有一定重叠区域的两张深度图,深度图与左目图像的像素点一一对应,对左目图像进行特征提取并匹配,计算出单应性矩阵,进而对两幅深度图进行拼... 详细信息

提出了一种基于双目视觉的深度图像拼接方法。利用预先标定好的双目深度传感器,通过运动采集到具有一定重叠区域的两张深度图,深度图与左目图像的像素点一一对应,对左目图像进行特征提取并匹配,计算出单应性矩阵,进而对两幅深度图进行拼接,并结合单应性矩阵对深度图深度进行矫正,得到最终深度图拼接结果。仿真和实验结果表明,所提方法可以有效扩大双目深度传感器的视场,得到的拼接深度图与单传感器采集到的基本相同。

关键词：图像处理双目视觉深度图单应性矩阵拼接

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基于Levenberg-Marquardt算法的大型非球面镜轮廓数据处理方法

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应用光学 2016年第4期37卷 555-560页

作者：金秋宇马飞刘恩涛王允赵维谦北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081

大型非球面镜通过加工-检测-再加工-再检测的制造工艺以满足面形精度要求,根据检测后的轮廓数据准确评定面形是提高再加工精度的关键。为解决抛光前镜面的面形评定问题,采用基于信赖域法则的Levenberg-Marquardt算法对参数进行拟合、误... 详细信息

大型非球面镜通过加工-检测-再加工-再检测的制造工艺以满足面形精度要求,根据检测后的轮廓数据准确评定面形是提高再加工精度的关键。为解决抛光前镜面的面形评定问题,采用基于信赖域法则的Levenberg-Marquardt算法对参数进行拟合、误差补偿以及面形评定。利用Code V仿真分析算法性能,构建大型非球面轮廓仪测试抛物面加工件,对实测数据经过32次迭代得到元件参数及轮廓残差曲线,收敛精度为1.16×10-21。实验表明:该算法可对大型非球面镜轮廓数据进行高效准确的拟合、评定,为进一步提高再加工精度提供可靠依据。

关键词：大型非球面镜 Levenberg-Marquardt 误差补偿非线性拟合轮廓数据评定

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基于焦平面探测器的红外相机成像模型和静态传函测试方法研究

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红外与毫米波学报 2022年第6期41卷 1072-1080页

作者：孔健傅雨田赵跃进北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

建立了基于焦平面探测器的红外成像系统成像的空间域和频率域模型;并分析指出,由于背景辐射的存在和红外探测器明显的响应非均匀性,只有系统经过良好的辐射校正,方能使其成像过程符合线性和空间不变性条件,使得相机可以采用传递函数来... 详细信息

建立了基于焦平面探测器的红外成像系统成像的空间域和频率域模型;并分析指出,由于背景辐射的存在和红外探测器明显的响应非均匀性,只有系统经过良好的辐射校正,方能使其成像过程符合线性和空间不变性条件,使得相机可以采用传递函数来评价其几何成像性能。提出了针对基于焦平面探测器的红外成像系统的传函测试方法,能够有效地处理背景辐射的影响而且不受系统不均匀性的影响,试验和应用实践显示了该方法的有效性。

关键词：红外成像模型传函测试

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数字莫尔移相干涉仪误差多点标定与修正研究

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仪器仪表学报 2018年第10期39卷 77-84页

作者：鹿丽华胡摇王劭溥郝群李林北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094

干涉测量在现有的光学元件面形检测方法中具有测量精度高的优势,应用相对广泛。但干涉仪元件的加工和装调误差会降低面形检测精度。提出一种利用夏克哈特曼波前传感器对实际干涉仪系统进行多点标定的方法,利用波前标定数据在光学设计软... 详细信息

干涉测量在现有的光学元件面形检测方法中具有测量精度高的优势,应用相对广泛。但干涉仪元件的加工和装调误差会降低面形检测精度。提出一种利用夏克哈特曼波前传感器对实际干涉仪系统进行多点标定的方法,利用波前标定数据在光学设计软件ZEMAX中实现对虚拟干涉仪系统的修正,结合数字莫尔移相算法,消除实际干涉仪加工和装调误差的影响。选取平面镜和可变形镜作为待测镜分别进行面形测量实验,结果表明,标定和修正后的数字莫尔移相干涉仪系统检测精度提高,与Zygo干涉仪的检测结果相比,面形趋势保持一致且峰谷值（PV）值误差相差在0.07λ（λ=532 nm）以内。

关键词：干涉测量多点标定波前修正面形检测

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基于瓶形泵浦腔的太阳光抽运激光器研究

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光学学报 2021年第24期41卷 171-180页

作者：杨露露杨苏辉王欣李卓张金英林学彤北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学信息光子技术工业和信息化部重点实验室北京100081

为了实现高效的太阳光泵浦系统,有必要设计一种兼具低热冲击和高聚光量的泵浦腔。利用TracePro软件建立菲涅耳透镜、瓶形泵浦腔二级系统,通过优化确定了最佳入窗口径、入窗位置、出窗口径、瓶腰直径、瓶腰位置、晶体棒长。通过理论计算... 详细信息

为了实现高效的太阳光泵浦系统,有必要设计一种兼具低热冲击和高聚光量的泵浦腔。利用TracePro软件建立菲涅耳透镜、瓶形泵浦腔二级系统,通过优化确定了最佳入窗口径、入窗位置、出窗口径、瓶腰直径、瓶腰位置、晶体棒长。通过理论计算得出了长度为60 mm晶体棒的泵浦阈值功率为4.568 W/m^(2),最佳系统结构的输出功率为18.21 W,热透镜焦距为31.0 cm。在与锥形腔的比较中计算得出两种腔形下晶体棒的轴向温度分布曲线,通过对比表明,瓶形腔在减少热冲击和提高抽运光均匀性上具有明显的优势。本文的优化设计为后续实验提供了新思路。

关键词：激光器太阳光抽运激光器瓶形腔 Nd:YAG 热效应

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