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面向遥感图像道路提取的多尺度上下文感知网络 被引量：3
1
作者 李智杰 惠爱婷 +3 位作者 李昌华 董玮 张颉 介军 《光学精密工程》 北大核心 2025年第4期610-623,共14页
针对深度神经网络在遥感图像道路提取中面临的局部特征丢失和提取精度低的问题,本文基于SwinUnet网络提出了一种面向遥感图像道路提取的多尺度上下文感知网络。首先,在编码器中设计了一个具有上下文聚合模块的分支,以增强上下文信息提取... 针对深度神经网络在遥感图像道路提取中面临的局部特征丢失和提取精度低的问题,本文基于SwinUnet网络提出了一种面向遥感图像道路提取的多尺度上下文感知网络。首先,在编码器中设计了一个具有上下文聚合模块的分支,以增强上下文信息提取,并缓解因遮挡引起的语义模糊问题。其次,为了解决编解码器之间语义信息不匹配的问题并提高模型的空间信息提取能力,在跳跃连接中引入了空间特征提取模块,取代了SwinUnet中直接复制编码器特征的方法。最后,在下采样阶段设计了一个特征收缩模块,以减少编码器中信息丢失并增强网络的分割能力。在Massachusetts道路数据集上进行测试结果显示,该方法在F1,IoU,Pr和Re指标上分别达到了80.91%,69.40%,78.03%和65.20%。与主流方法UNet和SwinUnet相比,IoU分别提高了4.45%和2.72%,证明了所提算法通过全局建模、上下文增强和信息匹配优化,有效提升了遥感图像道路提取的精度和性能。 展开更多
关键词 遥感图像 道路提取 语义分割 SwinUnet
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基于直觉模糊集熵测度和显著特征检测的古铜镜X光图像融合 被引量：1
2
作者 吴萌 张倩文 +2 位作者 孙增国 相建凯 郭歌 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期262-281,共20页
针对被锈蚀覆盖的古铜镜因镜缘与镜心区域厚度不均,单能X射线无法检测出完整的纹饰和病害信息的问题,本文提出一种直觉模糊集熵测度和显著特征检测的古铜镜X光图像融合方法。首先,引入有效引导滤波对高能量X光图像的纹饰结构做对比度增... 针对被锈蚀覆盖的古铜镜因镜缘与镜心区域厚度不均,单能X射线无法检测出完整的纹饰和病害信息的问题,本文提出一种直觉模糊集熵测度和显著特征检测的古铜镜X光图像融合方法。首先,引入有效引导滤波对高能量X光图像的纹饰结构做对比度增强。接着,采用联合双边滤波和结构-纹理分解策略设计三个尺度分解模型,以提取不同能量X光图像的能量层、残差层和细节层信息。其次,能量层通过l1-max规则得到融合后的能量图像,残差层利用直觉模糊集熵测度构造小尺度纹理特征融合模块,细节层结合扩展差分高斯与空间频率增强算子构建复合型显著特征检测策略。最后,将能量融合图、残差融合图和细节融合图相加得到最终融合结果。实验结果表明,本文方法的6种客观评价指标AG,SF,SD,SCD,NAB/F和SSIM相较于对比方法分别平均提高了23.59%,22.99%,16.12%,42.55%,17.07%,20.54%,融合结果可以有效保留古铜镜清晰的纹饰细节和病害裂隙的关键特征,在对比度和结构保持等方面都优于其他对比方法。 展开更多
关键词 图像融合 边缘保持滤波 三尺度分解 纹理提取 直觉模糊集熵测度 显著特征检测
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长距离光纤通信系统的非线性损伤补偿方法 被引量：1
3
作者 袁瑛 沈袁勋 沈平 《光学技术》 北大核心 2025年第4期400-407,共8页
随着传输速率与传输距离的增加,非线性损伤对长距离光纤通信系统性能的影响愈发显著,严重制约了系统性能。为了缓解长距离光纤通信中非线性损伤的综合效应,提出一种基于双分支混合神经网络的长距离光通信非线性损伤补偿方法。该模型利... 随着传输速率与传输距离的增加,非线性损伤对长距离光纤通信系统性能的影响愈发显著,严重制约了系统性能。为了缓解长距离光纤通信中非线性损伤的综合效应,提出一种基于双分支混合神经网络的长距离光通信非线性损伤补偿方法。该模型利用信道记忆从时域捕捉信道损伤的全局特征,利用历史信息优化当前符号的特征学习;通过基于卷积神经网络的实数分支捕获星座图中符号的空间特征,并采用通道注意力机制和空间注意力机制增强模型对非线性损伤相关空间特征的学习能力;通过复数分支捕获复数符号相位与幅度变化的隐含信息,从而有效补偿非线性损伤的综合效应。以自相位调制和交叉相位调制为主要非线性效应建立了数值仿真模型,仿真结果表明,在不同发射光功率、传输距离和符号率条件下,所提方法均能实现较低的误码率,并表现出良好的稳定性。 展开更多
关键词 光纤通信系统 正交调制 卷积神经网络 深度学习 数字反向传播 注意力机制
原文传递
短距光纤通信系统中基于神经网络的非线性均衡器 被引量：1
4
作者 赵晗祺 李娜 +5 位作者 吴斌 吴桂龙 陈一童 冯晓芳 何沛礼 李蔚 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期114-120,共7页
为了实现对短距光纤数据通信系统接收端非线性损伤的低复杂度均衡,提出了一种基于全连接神经网络的接收端均衡算法。这是一种引入判决反馈结构的判决反馈神经网络。非线性畸变是由线性工作区与实验系统不匹配的光电探测器引入的,在此基... 为了实现对短距光纤数据通信系统接收端非线性损伤的低复杂度均衡,提出了一种基于全连接神经网络的接收端均衡算法。这是一种引入判决反馈结构的判决反馈神经网络。非线性畸变是由线性工作区与实验系统不匹配的光电探测器引入的,在此基础上实现了基于C波段直接调制激光器的56 Gbit/s PAM4信号的20 km传输验证实验,并对判决反馈神经网络和其他均衡方案的均衡性能进行了对比实验。实验结果表明,相比全连接神经网络,改进方案在传输距离为20 km时灵敏度提升2 dB。改进方案可以很好地均衡光电器件的非线性,且计算复杂度更低,具有很好的应用意义。 展开更多
关键词 短距光通信 光电器件非线性畸变 信号均衡 神经网络 判决反馈
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基于深度模型的海水透明度遥感数据智能分析
5
作者 朱海荣 蔡鹏 +2 位作者 陈新东 宗敬文 赵文仓 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期295-298,共4页
为了减少海水遥感数据模态多样对海水透明度遥感反演的影响,通过在对水色卫星遥感数据预处理标注,完成数据的交叉校准、质量控制,开展海水透明度智能分析,将不完全、多模态海水透明度遥感数据投影到统一共享特征子空间,通过对数据自适... 为了减少海水遥感数据模态多样对海水透明度遥感反演的影响,通过在对水色卫星遥感数据预处理标注,完成数据的交叉校准、质量控制,开展海水透明度智能分析,将不完全、多模态海水透明度遥感数据投影到统一共享特征子空间,通过对数据自适应检测分析、智能化处理,建立海水透明度遥感数据智能分析模型。并利用模型对观测点海水透明度开展反演分析,验证了深度模型具有良好的预测能力,实现少标注下遥感透明度数据的智能分析。 展开更多
关键词 海水透明度 自适应检测 遥感数据 图像处理 分析
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基于跨域交互注意力和对比学习引导的红外与可见光图像融合
6
作者 邸敬 梁婵 +1 位作者 刘冀钊 廉敬 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期317-332,共16页
现有红外与可见光图像融合方法难以充分提取和保留源图像细节信息与对比度,导致纹理细节模糊。针对这一问题,本文提出了一种跨域交互注意力和对比学习引导的红外与可见光图像融合方法。首先,设计了双支路跳跃连接的细节增强网络,从红外... 现有红外与可见光图像融合方法难以充分提取和保留源图像细节信息与对比度,导致纹理细节模糊。针对这一问题,本文提出了一种跨域交互注意力和对比学习引导的红外与可见光图像融合方法。首先,设计了双支路跳跃连接的细节增强网络,从红外和可见光图像中分别提取和增强细节信息,并利用跳跃连接避免信息丢失,生成增强后的细节图像。接着,构建了联合双分支编码器和跨域交互注意力模块的图像融合网络,确保特征融合时充分进行特征交互,并通过解码器重建为最终的融合图像。然后,引入了通过对比学习块进行浅层和深层属性和内容的对比学习网络,优化特征表示,进一步提升图像融合网络的性能。最后,为了约束网络训练以保留源图像的固有特征,设计了一种基于对比约束的损失函数,以辅助融合过程对源图像信息的对比保留。将提出方法与前沿融合方法进行了定性和定量的分析比较。在TNO、MSRS、RoadSence数据集上的实验结果表明:本文方法的8项客观评价指标均较对比方法有显著提升。本文方法融合后图像具有丰富的细节纹理、显著的清晰度和对比度,有效提高了道路交通、安防监控等实际应用中的目标识别和环境感知能力。 展开更多
关键词 红外与可见光图像融合 对比学习 跨域交互注意力机制 对比约束损失
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浮选泡沫低照度图像颜色深度编解码校正及多尺度增强
7
作者 孙磊 唐倩 +3 位作者 廖一鹏 廖玉华 董则希 何建军 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1609-1626,共18页
浮选现场环境恶劣、光照条件复杂多变,针对现场采集的浮选图像易出现曝光不足、颜色失真等问题,提出了一种低照度图像颜色深度编解码校正及多尺度增强方法。首先,将低照度图像从RGB转换至HSV空间,针对明度(V)分量,采用非下采样剪切波变... 浮选现场环境恶劣、光照条件复杂多变,针对现场采集的浮选图像易出现曝光不足、颜色失真等问题,提出了一种低照度图像颜色深度编解码校正及多尺度增强方法。首先,将低照度图像从RGB转换至HSV空间,针对明度(V)分量,采用非下采样剪切波变换(NSST)进行多尺度分解;其次,提出基于全局空间模块的色彩编解码网络,通过挤压提取、色彩编码、色彩解码、颜色校正构建颜色深度编解码校正网络模型,对色度(H)、饱和度(S)分量进行颜色校正;然后,采用自适应模糊集增强V分量的低频子带图像,利用尺度相关系数有效滤除V分量中各高频子带的噪声成分,同时使用非线性增益函数对高频边缘系数进行显著增强处理;最后,对增强后的V分量各子带图像作NSST反变换重构,并将重构后的V分量与校正后的H分量、S分量融合转换回RGB空间。通过实验验证,与当前的主流方法相比,本文方法CIEDE平均降低14.8358,PSNR平均提高8.48 dB,结构相似度平均提高31.32%,连续边缘像素比保持在91%以上。本文方法显著改善了图像的亮度,提升了对比度、清晰度和信息熵,使图像颜色更接近真实色彩,保留了更多纹理细节,并在有效抑制噪声的同时,实现了边缘增强。 展开更多
关键词 浮选泡沫 低照度图像 颜色校正 颜色深度编解码网络 多尺度增强与去噪 非下采样剪切波变换 模糊集
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机械臂辅助的微小光电传感组件精密装配方法
8
作者 王晓东 闫治宇 +3 位作者 侯瑞阳 王思志 肖思恩 徐征 《光学精密工程》 北大核心 2025年第16期2592-2601,共10页
微小光电组件是一些高性能传感器件的核心部件,其装配精度对传感性能影响显著。为了克服当前装配系统构型复杂、成本高、扩展性差等缺点,本文开展微小光电组件精密装配方法研究,主要工作包括:研制了机械臂辅助的精密装配系统,并开发了... 微小光电组件是一些高性能传感器件的核心部件,其装配精度对传感性能影响显著。为了克服当前装配系统构型复杂、成本高、扩展性差等缺点,本文开展微小光电组件精密装配方法研究,主要工作包括:研制了机械臂辅助的精密装配系统,并开发了小型化并联吸附装置;建立“状态冻结”与“标记点启发”相结合的视觉检测方法,按需推理世界坐标系与视觉坐标系关系,兼顾作业效率和精度;利用上述装置与方法,开展了典型光电组件的精密装配应用实验,实验结果表明:应用本文提出的机械臂辅助的装配方法,就可以将系统装配精度提高至10μm水平,突破了机械臂本身重复定位精度的限制,能够兼顾效率和精度,并且显著降低了设备的复杂度和成本,可以广泛应用于各类精密作业。 展开更多
关键词 精密装配 机械臂 视觉测量 微夹持器
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多维度聚合Transformer的图像超分辨率重建
9
作者 陈清江 陈鹏民 《光学精密工程》 北大核心 2025年第12期1955-1970,共16页
针对现有基于Transformer的图像超分辨率网络中感受野尺度单一以及未充分挖掘额外维度信息等问题,本文提出了一种多维度聚合Transformer网络。首先,通过构建多尺度交互调制模块,从低分辨率图像中提取多尺度特征,以增强信息流的丰富性。... 针对现有基于Transformer的图像超分辨率网络中感受野尺度单一以及未充分挖掘额外维度信息等问题,本文提出了一种多维度聚合Transformer网络。首先,通过构建多尺度交互调制模块,从低分辨率图像中提取多尺度特征,以增强信息流的丰富性。其次,设计了空间-通道交互模块,并将其集成于Transformer层中,利用四种形式的注意力机制充分提取关键特征并实现特征融合,从而提升模型性能。最后,提出了特征重用Transformer模块,深入挖掘各层特征之间的关联,精准提取并高效重用重要特征,进一步加强模型表现。实验结果表明,在五个基准测试集上,所提方法优于其他先进算法。在不同放大倍数的超分辨率任务中,相较于基于Swin Transformer的图像恢复方法,峰值信噪比和结构相似度分别平均提升了约0.26 dB和0.0024,且重建效果更加清晰。该方法有效克服了现有方法的不足,在超分辨率任务中展现出显著的性能提升和应用潜力。 展开更多
关键词 图像超分辨率 TRANSFORMER 注意力机制 特征交互 特征重用 多尺度
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方向引导与拓扑感知的光学遥感道路提取网络
10
作者 孟月波 黄欣羽 +1 位作者 苏世龙 王恒 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1638-1656,共19页
针对光学遥感影像道路提取过程中连通性弱、细微分支遗漏以及预测路网与真实路网拓扑结构不一致等问题,本文提出了一种方向引导与拓扑感知的道路提取网络。首先,设计多路径方向引导模块关注多方向连接关系,分离并独立学习不同方向的连... 针对光学遥感影像道路提取过程中连通性弱、细微分支遗漏以及预测路网与真实路网拓扑结构不一致等问题,本文提出了一种方向引导与拓扑感知的道路提取网络。首先,设计多路径方向引导模块关注多方向连接关系,分离并独立学习不同方向的连通特征,增强道路分支间的联系,提高分割连续性;其次通过全粒度互补特征融合模块融合细、粗粒度特征的互补信息,强化道路细节与语义表达,提高网络对细微分支的捕捉能力;最后设计了拓扑感知损失函数,旨在从拓扑视角探索几何结构差异,增强模型对拓扑变化的敏感度,约束预测路网与真实路网的拓扑一致性。所提模型在Deep‐Globe与Massachusetts数据集上的F1值分别为81.95%和79.98%,对比现有最佳方法提升了0.73%和1.5%,IoU为69.35%和66.38%,提升了0.98%和0.66%。实验结果表明,RDTA-Net提取出的道路精确度和完整度优于其他主流方法。此外,在遮挡、噪声以及光照等复杂场景下,仍具有优越的提取效果。 展开更多
关键词 道路提取 连通关系 方向引导 全粒度特征融合 拓扑感知
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多频磁场耦合的绝对式时栅角位移传感器
11
作者 杨继森 刘邦全 +3 位作者 易靖松 曹峻杰 罗云沛 张静 《光学精密工程》 北大核心 2025年第18期2882-2898,共17页
为了解决磁场式传感器双码道结构体积大和同频激励导致的码道串扰问题,并提升信噪比与测量精度,提出了一种多频磁场耦合的绝对式时栅角位移传感器设计方案,实现实时绝对角位移测量,以满足工业应用中的空间约束测量需求。首先,建立平面... 为了解决磁场式传感器双码道结构体积大和同频激励导致的码道串扰问题,并提升信噪比与测量精度,提出了一种多频磁场耦合的绝对式时栅角位移传感器设计方案,实现实时绝对角位移测量,以满足工业应用中的空间约束测量需求。首先,建立平面线圈瞬态磁场耦合理论模型,分析不同形状激励线圈磁场分布特性,基于增量式测量原理构建绝对式单码道角位移传感器模型;建立对极数互质绝对式时栅位移解算方案,采用500 kHz(粗机)与1 MHz(精机)双频同步激励方案下,利用高频转低频原理,解决高频激励信号下传感器高信噪比和高分辨力之间的矛盾问题;通过电磁仿真与误差分析,确定传感器最佳耦合间隙为1.0 mm;最后,研制了外径84 mm的传感器样机,并完成性能测试验证。实验结果表明,该传感器在实现小型化的同时,有效抑制了粗机和精机码道间的磁场串扰问题,在整周测量范围内,最大测量误差为±78″。 展开更多
关键词 绝对位移测量 多频磁场耦合 信噪比 位移传感器
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针对RGBT跟踪的特殊属性的跨模态交互融合网络
12
作者 邵小强 李浩 +3 位作者 吕植越 马博 刘明乾 韩泽辉 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期324-336,共13页
因为不易受光照、遮挡影响以及极强的鲁棒性,RGBT目标跟踪在视频监控、自动驾驶等领域得到了广泛的应用。利用在红外图像和可见光图像中常见的挑战属性,将两种模态信息充分交互,构建了一个有效的跟踪网络,能够克服跟踪过程中一些常见的... 因为不易受光照、遮挡影响以及极强的鲁棒性,RGBT目标跟踪在视频监控、自动驾驶等领域得到了广泛的应用。利用在红外图像和可见光图像中常见的挑战属性,将两种模态信息充分交互,构建了一个有效的跟踪网络,能够克服跟踪过程中一些常见的不利场景带来的影响。该网络由特殊属性融合模块、共同属性融合模块和跨模态交互模块三部分组成,特殊属性融合模块让网络能够提取两种模态所特有的挑战属性信息,充分利用不同模态信息的优势;共同属性融合模块对目标跟踪中两种模态都匹配的属性提取特征并自适应聚合信息,给每个共同挑战属性分配对应的权重,增强跟踪器的自适应性;模态交互模块将红外图像和可见光图像进行模态交互,在两个特定模态信息中融合共同模态信息,让网络具有更强的鲁棒性;针对不同模态的信息损失异源问题,优化了损失函数,增强了对每个模态的关注,加快了网络的收敛速度。该网络分别在GTOT,RGBT234,LasHer数据集中进行了测试,在RGBT234数据集上达到了84.1%的精确率和57.3%的成功率,在Lasher数据集上达到了52.3%的精确率和39.1%的成功率。结果表明跟踪器达到了较好的性能,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 目标跟踪 热红外跟踪 挑战属性 模态交互
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地铁盾构隧道裂缝与渗漏水图像采集与智能识别算法研究 被引量：3
13
作者 田思萌 王耀东 +3 位作者 刘胜智 周伟 史红梅 朱力强 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期370-383,共14页
隧道病害是地铁运营人员定期巡检的主要任务之一,提出一种深度学习与像素级图像处理算法相结合的隧道表面病害识别方法。首先,利用自主研究的高速采集系统采集大量隧道表面图像,通过像素级标定构建高质量语义分割样本库;然后,针对裂缝... 隧道病害是地铁运营人员定期巡检的主要任务之一,提出一种深度学习与像素级图像处理算法相结合的隧道表面病害识别方法。首先,利用自主研究的高速采集系统采集大量隧道表面图像,通过像素级标定构建高质量语义分割样本库;然后,针对裂缝和渗漏水的形态特点,提出一种改进的DeepLabV3+算法,从主干特征网络、空洞卷积金字塔模块和解码器多尺度融合3个方面进行改进;最后,提出一种基于像素级图像处理的算法,计算简单背景及病害混叠情况下的裂缝长度和渗漏水面积参数。研究结果表明,提出的改进算法使平均准确度达85.26%,平均交并比达73.62%,相较于其他5种模型,分割结果更为精细,对于复杂背景和裂缝与渗漏水混叠的复杂病害仍有很好的分割效果。同时,像素级处理可以完成典型病害及复杂情况的参数提取,实现整体地铁隧道表面病害的智能识别。研究成果不仅可以实现裂缝和渗漏水的准确检测,而且能用于分析复杂背景和2种病害混叠情况的复杂病害。 展开更多
关键词 图像采集 语义分割 病害参数计算 隧道裂缝 隧道渗漏水 复杂病害
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数据驱动的多模复合制导信息融合及其试验验证 被引量：1
14
作者 刘书信 吴辉 +1 位作者 王代华 佘俊超 《光学精密工程》 北大核心 2025年第4期512-520,共9页
为了提高光电精确制导导引头的制导精度和抗干扰能力,建立了基于数据驱动的多模复合光电制导导引头数据层融合方法。首先,分析激光/毫米波雷达/红外多模复合光电精确制导数据融合与物理结构的关系。接着,采用拉格朗日插值法和坐标变换... 为了提高光电精确制导导引头的制导精度和抗干扰能力,建立了基于数据驱动的多模复合光电制导导引头数据层融合方法。首先,分析激光/毫米波雷达/红外多模复合光电精确制导数据融合与物理结构的关系。接着,采用拉格朗日插值法和坐标变换实现多模制导数据配准。最后,提出了基于新型卷积增强Transformer模型的多模复合制导信息融合方法,实现了多模复合制导导引头的数据层融合和干扰识别。为了验证所提方法的有效性,构建了导引头挂飞实验系统。实验结果表明:多模复合制导信息融合方法可以实现多模制导在数据层的融合,与互协方差融合法相比,均方根误差降低22%以上,受干扰时的捕获概率从71%提升至91%,大幅提升了多模制导精度和抗干扰能力,可满足多模复合光电精确制导实际应用需求。 展开更多
关键词 多模复合制导 深度学习 数据融合 目标跟踪
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采用卷积神经网络的室内可见光定位方法 被引量：1
15
作者 王亮 孙海燕 《导航定位学报》 北大核心 2025年第1期128-136,共9页
针对多径反射与系统噪声导致室内可见光定位精度下降的问题,提出一种基于扩张卷积网络的室内可见光三维定位方法:基于皮尔森相关性系数对采集的接收信号强度向量进行过滤,删除系统噪声引起的非线性失真接收信号强度向量,以提高训练的神... 针对多径反射与系统噪声导致室内可见光定位精度下降的问题,提出一种基于扩张卷积网络的室内可见光三维定位方法:基于皮尔森相关性系数对采集的接收信号强度向量进行过滤,删除系统噪声引起的非线性失真接收信号强度向量,以提高训练的神经网络精度;然后,将接收信号强度向量集建立的指纹库传入神经网络进行训练,利用神经网络较强的三维空间结构表达能力拟合多径反射和系统噪声下的非线性指纹库。仿真结果表明,在7 m×7 m×3 m的室内环境下,所提方法的平均定位误差可达0.91 cm,其中90%样本的定位误差小于1.17 cm;此外,所提方法的平均定位误差较全连接神经网络和卷积神经网络可分别降低0.82 cm和0.56 cm,证明所提方法在多径反射与系统噪声环境下具有较好的定位性能。 展开更多
关键词 可见光通信系统 室内定位 物联网 卷积神经网络(CNN) 可见光定位
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基于纹理奇异值分解的全参考图像质量评价 被引量：1
16
作者 李佳欣 段发阶 +1 位作者 傅骁 牛广越 《光学精密工程》 北大核心 2025年第1期107-122,共16页
对于工业领域的视觉系统,主观评价成本高,无参考图像质量评价预训练耗时长,需要高准确度的全参考图像质量评价模型。为此,提出了一种基于纹理信息加权的奇异值分解全参考图像质量评价模型。对参考图像块进行奇异值分解,利用参考图像块... 对于工业领域的视觉系统,主观评价成本高,无参考图像质量评价预训练耗时长,需要高准确度的全参考图像质量评价模型。为此,提出了一种基于纹理信息加权的奇异值分解全参考图像质量评价模型。对参考图像块进行奇异值分解,利用参考图像块的奇异向量与失真图像块估计失真块的奇异值,据此得到亮度相似度分量;利用估计的失真图像块的奇异值评价平均偏移失真与对比度变化失真,得到对比度性相似度分量;通过失真图像块与参考图像块的奇异向量对单位矩阵的偏移量估计图像的结构相似度;最后,利用图像的纹理信息进行对亮度、对比度、结果相似度进行加权,得到全参考图像质量评价模型。依据4项评价标准,在6个常用的图像质量评价数据库上进行测试。实验结果表明,本模型在上述数据集中的加权Spearman秩序相关系数为0.8963;对于对比度变化失真,本模型Spearman秩序相关系数为0.8595,比第二名提高了85%。与多种全参考图像质量评价模型相比,本模型在预测精度、泛化性与计算复杂度方面具有明显的优势。 展开更多
关键词 图像质量评价 全参考 奇异值分解 纹理信息 图像对比度
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全息曝光干涉条纹相位锁定系统设计 被引量：1
17
作者 王起程 王新宇 +2 位作者 于宏柱 姜岩秀 李文昊 《光学精密工程》 北大核心 2025年第13期2056-2065,共10页
为了制作高质量的全息光栅,提高分振幅曝光系统的条纹稳定性,分析了不同分束器件对条纹稳定性的作用,设计实现了全息光栅干涉条纹的相位锁定系统。基于干涉曝光的原理以及条纹漂移对曝光对比度的影响,分析了使用不同分光器件时对光源指... 为了制作高质量的全息光栅,提高分振幅曝光系统的条纹稳定性,分析了不同分束器件对条纹稳定性的作用,设计实现了全息光栅干涉条纹的相位锁定系统。基于干涉曝光的原理以及条纹漂移对曝光对比度的影响,分析了使用不同分光器件时对光源指向性的要求,提出了基于基准光栅Moiré条纹的干涉条纹变化检测方法。选取合适的探测器件与执行器件,基于STM32单片机结合PID算法设计了条纹相位闭环锁定系统。实验结果表明:该锁定系统能实现1 kHz的控制频率,对主要存在于0~3 Hz的低频漂移有良好的抑制效果,锁定后条纹漂移的RMS值为0.0047λ。光源指向稳定性较差时,在曝光系统中使用光栅分光结合单点相位锁定的方式能满足大尺寸光栅制造的干涉条纹稳定性要求。 展开更多
关键词 全息光栅 相位锁定 Moiré条纹 闭环控制
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自适应色彩补偿和多尺度融合的水下图像增强 被引量：2
18
作者 柳翠寅 陈元帅 +1 位作者 敬腾匀 王锋 《光学精密工程》 北大核心 2025年第5期802-817,共16页
为了改善水下图像存在的色彩失真,光照不均,对比度低和细节模糊等问题,提出了一种自适应色彩补偿和多尺度融合的水下图像增强算法。使用自适应色彩补偿和白光平衡算法对图像的颜色进行校正,对颜色校正后的图像进行自适应伽马校正使其光... 为了改善水下图像存在的色彩失真,光照不均,对比度低和细节模糊等问题,提出了一种自适应色彩补偿和多尺度融合的水下图像增强算法。使用自适应色彩补偿和白光平衡算法对图像的颜色进行校正,对颜色校正后的图像进行自适应伽马校正使其光照均匀。然后,对光照均匀的图像分别使用自适应瑞利直方图拉伸和自适应非锐化掩膜处理,得到对比度提高的图像和细节增强的图像。为了进一步改善水下图像的质量,对对比度提高图像和细节增强的图像进行非下采样轮廓波融合。实验结果表明:该算法可以对水下图像的颜色进行校正,使图像光照均匀,提高图像的对比度和清晰度,图像的评价指标PSNR,SSIM,IE,UCIQE的平均值较原始图像分别提高了43.52%,58.65%,12.5%,32.13%,水下图像的质量得到了显著提升。 展开更多
关键词 图像增强 图像融合 色彩补偿 白平衡 伽马校正 瑞利分布 非锐化掩膜 非下采样轮廓波
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Micro LED表面缺陷的快速高精度检测 被引量：2
19
作者 赵天元 董登峰 +2 位作者 王国名 王博 周维虎 《光学精密工程》 北大核心 2025年第9期1434-1445,共12页
为了满足Micro LED缺陷检测对实时性和高精度的要求,结合轻量化的设计和增强的特征提取能力,提出了一种快速高精度的检测算法LED-YOLO。该方法通过设计图像采集系统并结合多种数据增广策略,模拟工业环境中的实际干扰,增强了训练数据的... 为了满足Micro LED缺陷检测对实时性和高精度的要求,结合轻量化的设计和增强的特征提取能力,提出了一种快速高精度的检测算法LED-YOLO。该方法通过设计图像采集系统并结合多种数据增广策略,模拟工业环境中的实际干扰,增强了训练数据的多样性。针对Micro LED缺陷的低区分度问题,提出了轻量级动态融合模块(Lightweight Dynamic Fusion Module,LDFM),该模块结合动态卷积、深度卷积和通道混合操作,在保持模型轻量化的同时,提升了特征表达能力。为了进一步加强缺陷区域的关注,设计了增强协调注意力模块(Enhanced Coordinate Attention Module,ECAM),通过结合通道和空间注意力机制及残差连接,增强了特征提取的准确性。最后,考虑到Micro LED图像的纵横比变化较小,引入动态聚焦机制,提出了DIoU_W回归损失函数,显著提高了模型的收敛速度和稳定性。实验结果表明,LED-YOLO的检测准确率、召回率、mAP、F1值均优于目前最先进的YOLOv11s模型,在参数量减少1.6 M的情况下,检测速度和检测精度均有明显提升,可以有效满足实际Micro LED面板制造过程的质量检验需求。 展开更多
关键词 深度学习 Micro LED 缺陷检测 动态卷积 注意力机制
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基于标定参数修正的远心成像精密三维测量 被引量：1
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作者 李文杰 刘伍浪 +3 位作者 王贝贝 黄玉源 刘规杰 李富权 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期165-175,共11页
远心成像具有稳定放大倍率、大景深、低畸变等优点,在三维精密测量领域备受关注。然而,由于制造工艺的限制,远心镜头的孔径光阑无法完美地置于焦平面上,导致偏离光轴微小角度的光线也能进入,从而引入测量误差。针对该误差,提出了一种基... 远心成像具有稳定放大倍率、大景深、低畸变等优点,在三维精密测量领域备受关注。然而,由于制造工艺的限制,远心镜头的孔径光阑无法完美地置于焦平面上,导致偏离光轴微小角度的光线也能进入,从而引入测量误差。针对该误差,提出了一种基于标定参数修正的远心三维重构模型。在理论上分析了远心光路非理想性产生的原因,并构建了与成像深度相关的系统标定参数模型,补偿因光路非理想性引起的测量误差。以对焦平面的标定参数为基础,基于控制变量法和最小二乘拟合算法建立径向畸变系数与成像深度之间的数学多项式表达式。采用随机采样一致性算法滤除相位噪声,并基于多项式模型建立相位-深度映射关系。三维重构时,根据绝对相位确定的深度信息修正径向畸变系数,继而实现高精度的横向尺寸重构。在标定板和标准球实验中,系统参数修正前后被测线段的测量误差由28.8μm降为4.8μm,标准球的直径测量误差由35.2μm降为8.1μm,验证了所提出方案的可行性与必要性。该方法为远心光路系统的精密测量提供了一种有效的参数修正思路,丰富了远心三维测量技术。 展开更多
关键词 远心成像 三维成像 精密测量 条纹投影轮廓术
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