半无限空间中光子密度波扩散方程的求解

改进了原无限大模型，求解了无限大空间中光子密度波的扩散方程，找出了相应条件下的Green函数，演算出了与入射面相对应的光子通量和介质中的吸收系数改变量之间的关系，所用模型更接近于实验研究情况，所得结论能直接用于多散射介质中成像问题的实验研究。即通过对光子通量的检测，反演出吸收系数改变量的分布，从而实现用光子密度波理论在多散射介质中的成像问题的解决。     

超短脉冲在散射介质中传播的时间和空间特性研究

采用蒙特卡罗方法,研究了散射介质各向异性因子等参数对超短脉冲在散射介质中传播的时间和空间分布以及各散射阶次光子强度比例分布的影响。研究结果表明,当各向异性因子或吸收系数减小、散射系数或传播深度增大时,脉冲的时间展宽和空间扩散都随之增强,高散射阶次光子强度比例也随之增大。     

计算光学成像在散射中的应用

自然界中普遍存在光散射现象。如何通过散射介质实现高分辨率成像是光学成像领域亟待解决的重要问题。在早期研究中,多重光散射被认为是雾霾、云层、生物组织等复杂介质成像中的障碍。然而,最近研究表明,散射并不是成像的基本限制:光子在经过多次散射后仍然包含了大量信息。为了深入了解新兴的计算光学成像是如何解决多重光散射问题的,文中主要介绍了波前整形、散斑相关及深度学习等方法在散射成像领域中的研究进展。最新的研究成果表明:波前整形可以实现动态散射介质内部的高分辨率快速聚焦;散斑相关能够利用单帧散斑实现非侵入式成像;基于深度学习的成像技术能恢复出隐藏在光学厚度为13.4的白色聚苯乙烯平板背后的物体。     

宽视场远距离光学散射成像技术研究进展

散射体内部颗粒分布及折射率分布的不均匀对经过散射体的携带目标信息的光子传播造成干扰,导致直接探测的图像失真。针对该问题,发展了众多的光学散射成像技术,实现了部分特定散射介质条件下的目标成像。介绍了基于弹道光子优化采集的部分传统散射成像技术的原理,还介绍了最新发展的计算散射成像技术的基本原理与技术特点。计算散射成像技术正朝着充分利用大光学厚度散射介质引起的非弹道光子的方向发展,其中基于光学记忆效应和相位恢复的算法、相干衍射成像、叠层迭代引擎等计算成像技术可能适应厚散射介质动态变化、目标非稀疏性等特点,有望应用于宽视场、远距离散射成像领域。     

多散射介质中光子密度波扩散方程的二阶求解

对于生物医学光子学领域中的新技术-扩散光子密度波技术进行了理论上的研究与扩展,给出了长为a,宽为b,高为无限大的矩形边界条件下光子密度波扩散方程的二阶微扰解析解.由于实际测到的物理量多为光通量,演算出了与入射面相对应面处的光子通量和介质中的吸收系数改变量之间的关系.并利用人体前臂肌肉组织的典型光学参数,给出了二阶微扰解的模拟计算结果,并与一阶微扰计算结果进行了比较.结果表明,二阶微扰解比原有的一阶微扰解在计算精度上有一定的提高,尤其是在异常体附近精度更是有较大的提高.所得二阶结果不仅为利用扩散方程进行生物组织成像问题提供了更加精确的理论基础,而且对于图像质量尤其是分辨异物的能力的提高具有促进作用.     

沉没在高散射介质中的吸收体和散射体的 扩散光子密度波取象

我们使用扩散光子密度波法研究了沉没在高散射介质中的吸收体和散射体的取象,并对含有吸收体和加入不同颜色染料的散射体的取象实验结果进行了比较和分析。从实验结果可以得出用扩散光子密度波法可以探测强散射介质中吸收体或散射体的存在、大小和形状;以及在强散射介质中的散射体内加入不同颜色的颜料时,散射信号会发生不同的变化。     

利用飞秒时间选通技术对埋藏在高散射介质中的物体进行成像

利用５０ｆｓ互相关时间选通门和锁相放大相结合，成功地实现了对埋藏在不同散射介质中的物体进行透射式成像。互相关时间选门有效地选出了携带物体信息的弹道光子和蛇行光子，排除了给成像带来背景噪声的漫射光子。锁相放大器的采用进一步滤掉噪声，提高了对较厚散射介质的成像能力。     

沉没在高散射介质中的吸收体和散射体的扩散光学密度波取象

我们使用扩散光子密度法研究了沉没在高散射介质中的吸收体和散射体的取象,并对含有吸收体和加入不同颜色染料的散射体的取象实验结果进行了比较和分析。从实验结果可以得出：用扩散光子密度法可以探测强散射介质中吸收体或散射体的存在、大小和形状;以及在强散射介质中的散射体内加放不同颜色的颜料时,散射信号会发生不同的变化。     

长方体内多量散射介质光子密度波扩散方程研究

进一步改进了已有物理模型,从理论上解决了三维有限体积内光子密度波扩散方程的求解问题,得到了长方体边界条件下的格林函数的解析解,给出了实验可测量光通量与待测物吸收系数改变量之间可进行数值计算的表达式。本物理模型更加接近实际情况,解决了已有模型与实际情况偏差较大的矛盾,为进行反演计算提高成像质量提供了理论保证。     

生物组织单像素成像重构的散射干扰抑制

针对单像素成像重构中的散射介质影响而导致重构图像无法达到最佳效果的问题,研究了有无散射介质的情况下,关联算法和压缩感知算法的图像重构适用性。分析了散射介质在成像光路造成的调制信息空间结构变化和在探测光路造成的信号损耗对成像的影响,建立了近红外单像素成像系统,使用CGI算法和TVAL3算法实现了穿透生物组织散射介质的单像素成像实验。实验发现,在无散射介质时,TVAL3算法的重构时间、峰值信噪比和相似度等均优于CGI算法;而在有散射介质时,CGI算法的三项数值中有两项优于TVAL3算法,其最大重构时间（0.304091 s）小于TVAL3算法最小时间（1.766299 s）,其最小峰值信噪比（9.9831 dB）高于TVAL3算法的最大值（9.170456 dB）,其相似度（0.0982、0.1178）则位于TVAL3算法的范围内（0.099258~0.497622）。结果表明,基于关联成像理论的CGI算法较适合散射介质成像,基于压缩感知理论的TVAL3算法更适合无散射介质成像。     

对数字电路实验箱的改进

在教学过程中发现数字电路实验箱不能做ROM、A／D和D／A实验,原因是设计上的固有缺陷。为提高数字电路实验箱的利用率和可靠性,本文针对数字电路实验箱存在的问题,提出了电源和面板改进方法。文章阐述实验箱的改进方案及电原理图。改进后数字电路实验箱增加了ROM、A／D和D／A实验内容,达到良好教学效果。     

基于LabVIEW的模拟电子在线实验的设计与开发

模拟电子实验是电类相关专业的一门重要的实践课程.本文将提出并设计"一种基于LabVIEW技术的模拟电子在线实验系统".将该系统应用于教学中,学生可通过网络随时随地远程做实验,取得了很好的教学效果.     

强度调制型荧光光纤温度传感器原理性实验系统

强度调制型荧光光纤温度传感器具有其它光纤温度传感器所不具有的优点。本文设计并建立了该传感器的原理性实验系统，证实了其测温的可行性，并为进一步实用化创造了条件。     

电工基础实验课教学模式的改革与探讨

随着社会和科学技术的迅猛发展,实验技术和手段日新月异,传统的电路实验教学模式亟待改革。介绍了我们在改革的大气候下对传统的实验教学的改革思路,以供同仁们参考。     

甚长波量子阱红外探测器光耦合性能

从实验、测试和计算结果出发,运用有限时域差分法(FDTD)和传统的模式扩展(MEM)理论,研究甚长波量子阱红外探测器(QWIP)几种衍射光耦合的表面近场效应和光耦合效率,重点考察QWIP 45°面边耦合、光栅耦合QWIP结构、光栅尺寸、工艺条件的变化对QWIP相关性能的影响.实验与计算结果证明,合理地设计二维光栅,进行甚长波QWIP光耦合,可以获得有效的光耦合效果.     

Perceptual assessment of demosaicing algorithm performance

Demosaicing is an important part of the image-processing chain for many digital color cameras. The demosaicing operation converts a raw image acquired with a single sensor array, overlaid with a color filter array, into a full-color image. In this paper, we report the results of two perceptual experiments that compare the perceptual quality of the output of different demosaicing algorithms. In the first experiment, we found that a Bayesian demosaicing algorithm produced the most preferred images. Detailed examination of the data, however indicated that the good performance of this algorithm was at least in part due to the fact that it sharpened the images while it demosaiced them. In a second experiment, we silenced image sharpness as a factor by applying a sharpening algorithm to the output of each demosaicing algorithm. The optimal amount of sharpening to be applied to each image was chosen using the results of a preliminary experiment. Once sharpness was equated in this way, an algorithm developed by Freeman based on bilinear interpolation combined with median filtering, gave the best results. An analysis of our data suggests that our perceptual results cannot be easily predicted using an image metric     

一种改进的说话人识别系统

论文通过提取输入语音的美尔倒谱系数,线性预测倒谱系数及其差分的双重方法,在建模过程中,对原有的矢量量化模型进行改进,形成一种新的连续码字分布的矢量量化模型,并与传统的动态时间规整算法和矢量量化方法比较,进行与文本有关的说话人识别实验,获得了较好的效果。     

量子密钥分发中偏振补偿算法

在以单模光纤作为量子信道,并采用光子偏振编码方式的量子密钥分发过程中,光纤的双折射效应会导致光子在光纤中传播时其偏振态发生随机变化,使安全密钥的最终成码率大幅度降低.利用两个四分之一波片和一个半波片的组合作为校正器,可以实现对任意偏振态的校正补偿.建立了一种以该类偏振校正器为执行机构的基于随机并行梯度下降控制算法的实时偏振补偿仿真控制模型,讨论了算法的随机扰动幅度、增益系数与收敛速度的关系,分析了算法对于偏振的校准能力.通过实验对算法的性能进行了验证.实验结果表明,经过一定次数的迭代后可将系统的偏振消光比校正到一个比较理想的状态.     

基于原子力显微镜的细胞弹性测量及分析方法

原子力显微镜作为纳米压痕工具已被广泛应用于测量细胞等生物材料的力学性能.然而,由于研究目的实验方法和数据处理方法的不同,造成实验结果差异大,数据提取方式不准确,结果分析解释不清等问题.本文以细胞为例,对实验数据获取和处理方法的适用范围、优缺点、可靠性及结果的分析方法进行讨论,并与其他力学性能测量方法相比较,以期提高实验结果的可靠性,为细胞力学性能实验的开展提供参考.     

Ensemble empirical mode decomposition based fluorescence spectral noise reduction for low concentration PAHs

A new noise reduction method based on ensemble empirical mode decomposition (EEMD) is proposed to improve the detection effect for fluorescence spectra. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) pollutants, as a kind of important current environmental pollution source, are highly oncogenic. Using the fluorescence spectroscopy method, the PAHs pollutants can be detected. However, instrument will produce noise in the experiment. Weak fluorescent signals can be affected by noise, so we propose a way to denoise and improve the detection effect. Firstly, we use fluorescence spectrometer to detect PAHs to obtain fluorescence spectra. Subsequently, noises are reduced by EEMD algorithm. Finally, the experiment results show the proposed method is feasible.