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最新刊期
2016 年 第 3 期
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掩模位置误差对光刻投影物镜畸变的影响
摘要：为使光刻投影物镜满足光刻工艺的要求,研究了掩模位置误差对光刻投影物镜引入的畸变。采用勒让德多项式描述光刻投影物镜的畸变,并应用勒让德多项式对光刻投影物镜进行了畸变分析及畸变补偿。利用以上方法,对一台工作波长为193 nm,数值孔径(NA)为0.75的光刻投影物镜进行了畸变分析。结果显示:当掩模面3个方向的平移公差为1.0μm,绕3个轴的转动公差为0.1 mrad时,光刻投影物镜标定前后的畸变分别为2113.2 nm和10.0 nm。利用勒让德多项式进行了畸变拟合,获得了多项式中各项系数,并给出掩模面位置误差的畸变敏感度系数;然后利用畸变敏感度系数对掩模面的随机位置误差进行了公差分析和补偿。结果表明,将光刻投影物镜畸变控制在2 nm以内时,掩模面z方向的位置公差为±2.0μm,掩模面与x轴与y轴的倾斜公差分别为±22.3μmad和±55.3μmad。实验结果证明提出的方法适用于对掩模面引入的光刻投影物镜畸变进行有效分析及补偿。关键词：光刻;光学设计;光刻投影物镜;畸变;勒让德多项式;公差分析- 57
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发布时间：2020-08-13 -
基于可调偏振度源验证偏振光谱强度调制系统
摘要：研制了一种结构简单、稳定性好的可见光波段可调偏振度光源,用来验证偏振光谱强度调制(PSIM)实验系统设计的正确性。该光源内部安装有两块K9玻璃组成的玻璃片堆,通过改变玻璃片堆的倾角来调整输出的部分偏振光的偏振度。理论推导了二者的关系,得到了可调偏振度源输出光的偏振度计算方法。根据PSIM系统的实现原理,搭建了验证PSIM性能的实验装置,对可调偏振度源输出的不同偏振度谱进行了测量。实验结果表明:在PSIM实验装置的有效工作波段范围内,可调偏振度源输出光的理论偏振度值与PSIM实验装置测得结果的误差在1%以内,验证了可调偏振度源及PSIM实验装置设计的正确性。该装置有望成为标准偏振光源,用于偏振光谱测量装置的精确标定。关键词：偏振测量;可调偏振度源;偏振光谱强度调制系统;设计验证- 56
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发布时间：2020-08-13 -
大数值孔径物镜的波像差测量及其特殊问题
摘要：设计了基于振幅型棋盘光栅的二维剪切干涉仪,用于测量大数值孔径(NA)物镜的波像差。研究了棋盘光栅剪切干涉仪的基本原理,分析了大数值孔径物镜波像差测量时涉及的几个特殊问题。首先,根据棋盘光栅的远场衍射函数分析了棋盘光栅的衍射效率和衍射级分布,给出了剪切干涉图数据的处理方法。接着,根据球面光瞳坐标与平面探测器坐标的投影关系,分析了光瞳坐标畸变的影响;采用几何光线追迹方法,分析了光栅方程非线性对系统误差的影响。最后,推导了物镜光瞳边缘的相对照度与数值孔径的关系。试验结果表明:采用相同光瞳坐标,NA为0.6的显微物镜的波像差测量重复性(3σ)可达到3.7 mλ。对大数值孔径物镜测量过程中涉及的特殊问题进行了探讨,结果提示:测量大数值孔径物镜的波像差时,需要考虑光瞳坐标畸变、光栅方程引入的系统误差、光瞳边缘照度衰减的影响等。关键词：波像差测量;剪切干涉仪;大数值孔径(NA)物镜;光刻物镜- 43
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发布时间：2020-08-13 -
封装标准太阳电池性能及其与国际标准一致性的评价
摘要：基于国际电工委员会(IEC)国际标准分析了引起标准太阳电池量值传递误差的因素及其与国际标准的一致性。随机选取我国市场上销售的6种封装标准太阳电池,测量了它们的温度特性、光谱响应特性和表面反射特性。结果表明:电池的封装结构影响它们的冷却效果及温度的正确测量,从而导致温度和短路电流的不稳定性,其变异系数最高可达0.12%和0.04%。另外,有、无偏置光条件下的光谱响应特性均反映其光电流的光照强度线性特性,这里定义用光谱拟合度来衡量各封装太阳电池的光谱响应特性。采用改变入射角测量短路电流的方法分析了表面光反射对短路电流的影响,利用余弦函数拟合确定了由表面反射光所引起的短路电流的误差可达0.21%。本文的研究成果对光伏行业正确制造、选择和使用标准太阳电池具有指导作用。关键词：太阳电池;太阳电池测试标准;标准太阳电池;温度稳定性;光谱响应;线性度;表面光反射- 64
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激光选区烧结超高分子量聚乙烯工艺及性能
摘要：研究了激光选区烧结(SLS)成型工艺中不同工艺参数以及后续热处理工艺对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料成型性能的影响。通过调整扫描间距、激光功率、扫描速度等不同工艺参数,描述了SLS成型UHMWPE零件的致密度、拉伸强度以及断裂伸长率,并对热处理前后的SLS成型UHMWPE零件的力学性能进行了比较。结果显示,致密度、拉伸强度、断裂伸长率总体上与激光功率呈正相关关系,与扫描间距、扫描速度呈负相关关系。经热处理后,SLS成型UHMWPE零件的力学性能有明显提高,致密度达到95.12%,抗拉强度达到24.08 MPa,断裂伸长率达到334.82 MPa。实验结果表明:SLS成型UHMWPE零件与模塑成型UHMWPE零件性能尚有差距,仅优化成型工艺不足以得到理想性能,但经热处理后,零件性能基本满足使用要求。关键词：激光技术;激光选区烧结;超高分子量聚乙烯;力学性能;致密度- 60
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基于硅基液晶拼接的高对比度动态星模拟器光学系统
摘要：针对基于硅基液晶(LCOS)拼接技术的动态星模拟器对比度低,无法在星图识别过程中为星敏感器提供全部有效目标的问题,提出通过抑制光学系统杂散光来提高LCOS拼接动态星模拟器对比度的方法,讨论了偏振度对于杂散光的影响,并推导出入射角与偏振度的函数关系。设计了抑制杂散光的光学系统,该系统包括利用复合抛物面聚光器(CPC)结合望远系统组成照明光源,配合多棱镜的1/4波片和视场角不小于11°的准直光学系统。在截止频率为60 lp/mm,视场角小于±5°的情况下,该准直系统的调制传递函数(MTF)大于0.7。实验显示:该高对比度LCOS拼接动态星模拟器的星间角距误差小于18",相对于传统型的星模拟器杂散光降低了2.38倍,其在保证精度的条件下,降低了动态星模拟器的背景噪声,提高了动态星图的可识别率,基本可以满足星敏感器在多星等条件下的对精度和动态特性的需求。关键词：光学系统设计;硅基液晶(LCOS)拼接技术;星模拟器;杂散光;偏振度;星图识别- 104
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发布时间：2020-08-13 -
用于多传感器坐标测量机探测误差评价的薄环规标准器
摘要：设计了一种薄环规标准器,用于配有光学影像测头和接触式测头的多传感器坐标测量机的探测误差评价。该标准器兼有环规和二维平面标准圆的特征,孔的有效部分厚度为0.1 mm,圆度为0.5μm,可以满足大多数坐标测量机的校准需求,避免了普通标准器如标准球、环规对影像测头测量成像的影响。该标准器同时适用于接触式测头测量,锥孔结构保证了标准器的稳定性,用于接触式测量时,不会引起变形。利用设计的薄环规标准器实现了配有光学影像测头和接触式测头组合测量系统的探测误差评价,结果表明该标准器有效解决了上述组合系统探测误差的校准问题。参照ISO10360-9标准,给出了多传感器组合测量系统的探测误差、尺寸测量误差以及位置误差,并利用坐标变换方法修正了位置误差,优化了系统参数。关键词：多传感器坐标测量机;影像传感器;接触式传感器;薄环规标准器;测量不确定度- 75
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发布时间：2020-08-13
现代应用光学
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抗高过载微流体惯性开关
摘要：基于微连通器结构,提出了一种使用盐水(NaCl溶液)作为工作流体且具有高的抗过载能力的微流体惯性开关。分析了液滴的分离机理,设计了开关的流道结构。然后,对开关进行了理论分析,建立了开关模型。最后,利用流体动力学仿真和样机实验相结合的方法,对开关结构和功能进行了验证。验证结果显示:在幅值为30000g阶跃型加速度作用下,开关的工作流体仍未发生分离,加速度的幅值与开关响应时间相关。另外,开关样机能够使盐水液面形成高度差,样机的静态加速度阈值为134.6g~152.3g,非常接近其理论计算的加速度阈值142.7g。得到的结果表明,采用的微连通器结构能够极大地增强微流体惯性开关的抗液体分离能力,能够对加速度幅值进行区分,并实现闭锁功能,同时显示了高的抗过载能力。关键词：微流体惯性开关;微加速度开关;微连通器;抗高过载- 65
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油液过流速度对船舶液压油检测精度的影响
摘要：为提高平面电感式微流控检测芯片的检测精度,研究了油样过流速度与信号幅值大小的关系。介绍了电感式微流控检测芯片的检测原理,理论分析了油样过流速度对检测信号幅值产生的影响并进行了公式推导,然后采用控制变量法对其进行了实验验证。选用粒径在80-85μm之间的铁颗粒作为待测颗粒,将油样的过流速度分别设定为0.02-0.10 ml/min进行了实验。结果表明,随着油样过流速度的增加,信号幅值逐渐减小,且呈线性关系;在其余因素不变,仅改变油样的过流速度时,检测信号的幅值最大可增大87.5%。研究表明,实验结果与理论推导结论相符,通过减小油样的过流速度可增大检测信号的幅值。该项研究对提高平面电感式微流控检测芯片的精度具有参考价值。关键词：颗粒检测;流速测量;微流控检测芯片;船舶液压油;过流速度- 64
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发布时间：2020-08-13 -
应用CVD金刚石涂层工具研磨单晶蓝宝石
摘要：通过热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备了具有球状晶结构、棱锥形晶结构和棱柱形晶结构等3种不同表面特征的化学气相沉积(CVD)金刚石涂层工具,以提高其研磨效率。通过正交实验法研究了金刚石涂层晶粒形态、载荷、工作台转速、研磨时间等4个工艺参数对蓝宝石材料去除率和表面粗糙度的影响。结果表明:金刚石涂层的晶粒形态对材料去除率和表面粗糙度影响较大;球状晶结构金刚石涂层切向力较小,棱柱形晶结构金刚石涂层切向力较大;选择棱柱形晶CVD金刚石涂层工具研磨蓝宝石,在研磨加工参数为载荷0.15 MPa、转速100 r/min、研磨时间3 min时,其材料去除率为0.397μm/min,表面粗糙度为0.354μm。结果表明:提出的CVD金刚石涂层工具可用于进一步加工、研磨蓝宝石切片,去除其表面划痕,从而改善工件表面质量。关键词：化学气相沉积(CVD)金刚石涂层;研磨;蓝宝石;晶粒形态- 72
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发布时间：2020-08-13 -
SU-8胶光弹性性能显微测试
摘要：考虑获知SU-8胶的光弹性性能有利于拓展其在微纳米领域中的应用范围,本文设计了材料应力光学系数显微测量光路,完成了SU-8胶应力光学系数的测量实验。首先,基于光弹性原理设计了测量光路,推导了求解应力光学系数的计算公式;然后,根据所设计的光路搭建了应力光学系数显微测量实验装置,在SU-8胶试样光弹性条纹的单个半级数范围内进行了单向拉伸实验;最后,利用Matlab提取实验照片组中光强值信息,得到了不同拉力下透过SU-8胶试样的单色光光强值,计算求解出了SU-8胶的应力光学系数。实验结果以及测量公式计算显示,SU-8胶的应力光学系数为(3.007±0.149)×10-11 m2/N,大于光学玻璃等材料的应力光学系数,也远大于二氧化硅等MEMS领域常用材料的应力光学系数。实验结果可为以SU-8胶为材料,通过光弹性原理进行微力测量的微探针、微夹钳等的设计与制作打下基础。关键词：光学测量;显微测量;光弹性分析;SU-8胶;应力光学系数- 57
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弯月薄镜的侧向支撑
摘要：弯月薄镜在侧向均匀承重和弯月薄镜在采用侧向均匀承重和等间距竖直推拉侧向支撑方式时,等间距竖直推拉侧向支撑方式时,会产生明显的弯曲变形问题。为消除附加弯矩带来的镜面变形,本文分析了弯月薄镜的结构特点,提出了适用于弯月薄镜的等角间距推-拉-剪切和不等角间距推-拉-剪切两种侧向支撑方式。通过在侧向支撑上增加轴向剪切平衡作用力分量,推导了在上述两种侧向支撑方式下各向作用力分量的表达式。针对1.23 m弯月薄镜,优化出切向分量最佳比率β为0.75。对16点等间距侧向支撑增加轴向剪切分量后,镜面变形RMS值由1259.1 nm减小到3.4 nm,无需轴向主动校正即可获得较好的支撑面形。不等角间距侧向支撑方式则解决了等间距侧向支撑方式中各个侧向支撑点的作用力大小差异较大的问题,结合弯月薄镜轴向支撑的主动校正能力,在最大校正力仅为-1.01 N的主动校正后,16点不等间距侧向支撑实现了镜面变形RMS为4.6 nm的支撑效果。关键词：弯月薄镜;侧向支撑;均匀承重;等间距竖直推拉;等间距推拉剪切;不等间距推拉剪切- 70
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发布时间：2020-08-13 -
基于惯性基准的大尺寸空间角测量
摘要：针对大型装备装配过程中的大尺寸空间角测量问题,提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法并且设计了相应的测量系统。该测量系统利用自准直原理获取被测轴线方向,通过内部陀螺仪和编码器测量被测轴线在惯性坐标系中的单位向量坐标,然后根据每个被测轴线在公共基准内的单位向量坐标值实现空间角的计算。建立了大尺寸空间角测量的数学模型,并对测量系统的测量不确定度进行分析和计算。最后搭建了测量系统的原理样机并利用原理样机在实验室进行了模拟测量实验。实验结果表明,原理样机的实际测量误差为14",满足了测量精度的要求。该方法采用惯性空间作为公共测量基准,有效地解决了测量大尺寸空间角时测量基准难以建立和传递的难题,使得测量过程更加灵活、高效。关键词：大尺寸测量;空间角测量;坐标测量;惯性基准;自准直- 57
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发布时间：2020-08-13 -
微注塑散热器流动诱导热导率变化的多尺度数值预测
摘要：为进一步提高聚合物复合材料热导率,采用多尺度数值预测法研究了微注塑聚酰胺/碳纤维(PA66/CFs)散热器内部CF的流动诱导取向及其对制品热导率的影响规律。首先,利用Moldflow获取CF取向张量,并以Comsol Multiphysics构建与之对应的复合材料微元胞。利用正交实验法研究熔体温度、模具温度、最大注射压力及注射流率对微散热器热导率的影响。然后,对预测数据进行分析获得最优注塑参数组合。最后,对优化结果进行模拟实验,验证了多尺度数值预测法的有效性。结果显示:上述各参数重要程度由大到小依次排列为熔体温度、注射流率、最大注射压力和模具温度;最佳组合为熔体温度360℃、模具温度70℃、最大注射压力220 MPa及注射流率3×10-4 cm3/s。另外,流动诱导热导率变化最大值达0.36 W/(m·K),为基体热导率的1.5倍。得到的研究结果为从工艺调控的新角度来改善聚合物复合材料的导热性能提供了理论依据与数据支撑。关键词：聚合物复合材料;微散热器;注塑成形;热导率;多尺度数值预测- 46
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基于经验模态分解/高阶统计法实现微机械陀螺降噪
摘要：针对微机电系统(MEMS)陀螺存在的非线性、非平稳噪声,提出了应用经验模态分解/高阶统计(EMD-HOS)的降噪方法对MEMS陀螺进行降噪。首先,采集MEMS陀螺输出信号,根据EMD算法将信号分解成本征模态函数(IMF)。采用Bootstrap技术分别估计各IMF的峰度值,进行高斯特性检验,滤除高斯IMF。接着,使用方差聚合法分别计算IMF的Hurst指数,根据Hurst指数计算阈值,对各IMF进行软阈值处理。将阈值处理后的剩余IMF进行重构,达到降噪的目的。最后,通过交叠式Allan方差分析对滤波前后数据进行处理,绘制Allan方差与相关时间关系曲线,利用非线性最小二乘拟合方法,计算陀螺噪声各项指标。实验表明,EMD-HOS和软阈值处理能够有效地对MEMS陀螺降噪,其信噪比提高了5.6 dB,各项陀螺随机噪声关键指标提高近一个量级。关键词：MEMS陀螺;信号消噪;经验模态分解;高阶统计;本征模态函数;软阈值;Hurst指数- 53
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发布时间：2020-08-13 -
永磁同步电机调速系统的自抗扰控制
摘要：提出了一种利用反双曲正弦函数的一阶自抗扰控制器,以提高永磁同步电机正弦波脉宽调制(SPWM)调速系统的跟踪精度。研究了永磁同步电机转速环的数学模型;分别设计了一阶跟踪微分器和二阶扩张状态观测器,利用李雅普诺夫函数分析了它们的收敛性;构造了转速环的一阶自抗扰控制器,同时证明了一阶自抗扰控制误差系统的渐近稳定性。最后,将该新型一阶自抗扰控制器作为永磁同步电机的转速调节器,分析了自抗扰控制永磁同步电机的SPWM调速系统。仿真实验表明:自抗扰控制调速系统速度阶跃跟踪的调整时间约为0.15 s,稳态误差小于0.28 r/min;同一调速系统正弦响应的最大跟踪误差约为17 r/min。与PI控制调速系统相比,自抗扰控制永磁同步电机调速系统阶跃响应快速而平稳,无超调,稳态误差小;另外,系统正弦响应的跟踪性能好,跟踪误差小。关键词：永磁同步电机;一阶自抗扰控制器;反双曲正弦函数;调速系统;渐近稳定- 60
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空间机械臂锁紧机构等效线性化分析及验证
摘要：空间机械臂的锁紧机构刚度特性具有非线性特征,在开展整臂动力学分析时需要对其进行等效线性化处理,故本文提出了一种基于六维刚度等效的线性化方法并进行了分析验证。建立了锁紧机构单机在预紧状态下的非线性模型,通过非线性计算获取了锁紧机构各向刚度数值,并将其提供给用于模拟锁紧释放机构的BUSH单元。对机械臂整体模型进行了模态分析以及频率响应分析。结果表明:整臂前三阶固有频率为89 Hz、92 Hz和96 Hz,和试验结果最大相差为3%;各组件加速度响应分析结果与试验结果吻合较好,最大相差为8%,证明了提出的线性化方法的有效性。该方法考虑了各向刚度之间耦合关系,并且不必逐一处理锁紧机构接触面,有较强的工程实用价值。关键词：机械臂;锁紧机构;接触分析;动力学分析;刚度等效;BUSH单元- 62
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发布时间：2020-08-13
微纳技术与精密机械
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带弹序的弹幕武器立靶密集度测试
摘要：提出一种基于4个线阵TDI-CCD相机组成的三空间靶面结构对多弹丸着靶参数进行测试,以解决弹幕武器等高射速武器多弹丸同时着靶时的立靶密集度测试难题。测试时,2个CCD相机在空中交汇形成与预定弹道方向垂直的立靶靶面I;靶面Ⅱ和靶面Ⅲ分别由1个CCD相机的探测面形成,并分别与靶面I在竖直方向和水平方向上成一定夹角。根据三靶面的空间几何结构、飞行弹丸在4个线阵CCD相机上的成像时间和成像角度,分析了单发弹丸的着靶坐标、飞行速度和穿靶角度。根据多弹丸在三靶面间的成像位置关系以及弹丸飞行速度约束,推导出多发弹丸着靶时的时空散布参数,如弹序、弹丸存速和着靶坐标。仿真和实际试验验证显示测试的多靶面间目标匹配率达到100%。提出的测试方法有效地解决了多发弹丸同时着靶时出现的假目标问题并克服了单CCD立靶测试参数单一等缺点。关键词：弹幕武器;三空间立靶;立靶密集度;弹序;多目标时空匹配- 79
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船载高精度星敏感器安装角的标定
摘要：星敏感器测量船体姿态精度与星敏感器与甲板之间的安装角标定精度密切相关。本文介绍了船载星敏感器的相关坐标系及安装角的定义,建立了船载星敏感器蒙气差修正模型,提出了一种船载高精度星敏感器安装角标定方法。船进坞坐墩时,船载经纬仪通过拍摄方位标确定航向,星敏感器通过星图识别获得视场内星点的赤经、赤纬,构成地心惯性系参考矢量,经岁差、章动、极移、船位等修正,得到各恒星在惯导地平系下的参考矢量。然后,根据蒙气差模型对星点逐个修正俯仰角,重构惯导地平系下的参考矢量。最后,依据姿态确定算法原理,解算星敏感器安装矩阵,求解安装角。实验表明,使用该方法可使方位角、俯仰角的标定精度达10"以内。该方法有效发挥了星敏感器指向精度高的优点,改善了程序自动化程度,提高了船体姿态测量精度。关键词：星敏感器;船体姿态;安装角;标定- 55
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改进的视角鲁棒KAZE特征匹配算法
摘要：针对KAZE特征匹配算法对视角变化敏感,在大视角场景下不能实现正确匹配的问题,提出了一种视角鲁棒的PKAZE(Perspective-KAZE)算法。该算法在原KAZE描述符的基础上,计算特征点邻域内的二阶梯度均值,形成新的扩展的80维描述符;然后利用透视变换模型对待匹配影像进行多视角模拟,在模拟影像上提取改进的KAZE描述符,再进行特征匹配。最后,选取5对含有最多正确匹配数量的影像上的匹配对作为初始结果,利用随机抽样一致算法对初始结果提纯。对多组图像进行了匹配实验,结果表明:与KAZE、尺度不变特征变换(SIFT)和加速鲁棒特征(SURF)算法相比,所提算法对视角变化具有更强的鲁棒性;与透视尺度不变特征(PSIFT)和仿射尺度不变特征(ASIFT)算法相比,本算法匹配正确率更高,分别为PSIFT的2~10倍,ASIFT的2~7倍。提出的算法对视角变化具有很好的鲁棒性,不仅对模拟影像的视角变化很稳健,而且适用于真实三维复杂场景拍摄的大视角影像,具有一定的实用价值。关键词：影像匹配;特征匹配;KAZE算法;二阶梯度;透视变换;非线性尺度空间- 92
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基于自适应边缘阈值及方向加权的空间错误隐藏算法
摘要：针对H.264/AVC压缩视频码流在无线信道传输过程中会由于数据丢包导致图像重构质量下降的问题,提出了一种基于自适应边缘阈值及方向加权的空间错误隐藏算法。该算法利用图像边缘检测Sobel梯度算子检测相邻宏块边缘;根据受损宏块的相邻宏块具体信息自适应设定梯度阈值,最后对受损宏块进行方向加权插值从而重构图像。实验表明,该算法简单实用,不仅保留了丢失块像素加权平均算法的优点,而且能够用于边缘信息强度不同的错误隐藏。在不同的实时传输协议(RTP)丢包概率情况下,该算法的峰值信噪比较传统自适应算法提高了0.2~0.4 db,较多方向插值算法提升了0.2~3.8 db,提高了图像恢复质量,而且具有较高的应用价值。关键词：H.264/AVC;错误隐藏;自适应边缘阈值;方向加权;Sobel梯度算子- 72
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航空摆扫相机转弯成像像移分析及补偿
摘要：为保证航空摆扫相机转弯成像过程中的成像质量,对其像移计算及补偿方法进行了研究。根据航空摆扫相机的成像原理,利用几何建模及速度矢量分解建立了转弯成像像移计算模型,给出了基于均值补偿的转弯前向像移补偿方法。转弯前向像移补偿分析表明:相机焦距为500 mm,曝光时间为0.01 s,速高比为0.02 rad/s,纵向视场角为10°,转弯角速度为0.5(°)/s时,最大前向像移补偿残差量为2.22μm;转弯角速度为1.5(°)/s时,最大前向像移补偿残差量为3.36μm。另外,转弯横向像移补偿分析表明:横向像移量随纵向视场角幅值的增加而增大,曝光时间为0.005 s,横向视场角为30(°),转弯角速度为1(°)/s时,横向像移量在纵向视场角为4.5°时达到3μm。转弯成像试飞实验结果表明:得到的图像像质优良,无几何形变,前向像移补偿良好,验证了本文提出的转弯成像像移补偿方法的正确性。关键词：航空相机;转弯成像;摆扫成像;像移计算;像移补偿- 68
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结合模糊(C+P)均值聚类和SP-V-支持向量机的TSK分类器
摘要：为获得具有模糊规则自适应约简性能和较好的泛化性能的TSK分类器,本文提出了一种结合模糊(C+P)均值聚类(FCPM)算法和SP-V-支持向量机(SVM)分类算法来构建TSK(Takagi-Sugeno-Kang)分类器的方法。该方法首先用FCPM聚类算法对训练数据进行聚类;然后根据聚类结果确定TSK分类器的模糊规则前件中的高斯隶属度函数的中心和宽度参数;最后采用成组稀疏约束SP-V-SVM算法对模糊规则后件参数进行学习,该算法不仅改善了系统的泛化性能,还使系统具有模糊规则自适应约简功能,使得系统更为紧凑。与相关算法在UCI和IDA标准数据集分类实验中的模糊规则数和分类性能对比表明:用提出的分类算法所构造的TSK分类器不仅具有较好的分类性能,而且模糊规则数少,有利于构建更为紧凑的模糊分类系统。关键词：TSK分类器;模糊规则;规则约简;模糊(C+P)均值聚类(FCPM);SP-V-支持向量机(SVM)- 70
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基于形态学图像检测的机械手移栽穴苗识别技术
摘要：针对机械移栽穴苗过程中如何有效识别出根系受损的幼苗,进而及时进行分类、补救这一实际问题,提出一种基于机器视觉的移栽穴苗识别方法。该方法根据机械手移栽穴苗特点,对比检测图像土壤基质面积与基准面积;进而通过测定土壤基质完整率,判断样本合格与否。文中从理论和实际的角度说明了形态学图像处理方法处理穴苗移栽图像特点,设计了机械手移栽穴苗识别在线测试系统。最后,对基于形态学图像检测方法的机械手移栽穴苗识别技术和普通图像检测方法进行对比实验。结果表明,本文提出的形态学检测方法对一个72孔穴盘合格检出率提高了6.6%,不合格检出率提高了54.5%。同时,一个穴苗的平均处理时间约为1.82 s。结果表明提出的方法可靠,耗时较短,能够匹配机械手移栽流水线作业时间上的要求,并满足实时处理要求。关键词：形态学;图像检测;机械手移栽;穴苗- 46
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发布时间：2020-08-13 -
结合人眼对比度敏感视觉特性的视频质量客观评价
摘要：结合人眼对亮度、色度、对比度以及运动目标的感知特性,提出了一种基于人眼对视频内容感知的视频质量客观评价方法。该方法将视频分为空域和时域信息分别描述,并利用人眼感知特性,从视频的亮度、色度、对比度以及目标运动4个方面提取特征,计算其强度。然后以人眼对比度敏感值作为强度的权重因子求和,构建人眼感知视频内容模型。最后,分别以此模型模拟人眼感知源视频和失真后的视频,计算每对应单元的所有像素之间和运动矢量之间的强度差;以强度差作为视频质量评价的分数,构建视频质量客观评价模型。采用LIVE数据库中的6个源视频和48个测试视频进行了质量评价实验,并与视频质量专家组(VQEG)推荐的5个较好的视频质量客观评价模型进行了对比分析。结果表明:提出模型的视频质量评价结果与主观评价结果之间的线性相关性系数达到0.8705,显示了较好的一致性,评价效果优于5个典型的模型。关键词：人眼视觉特性;视频质量评价;亮度;色度;对比度;相关系数- 65
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发布时间：2020-08-13 -
基于快速递推模糊2-划分熵图割的红外图像分割
摘要：考虑现有图割算法没有充分考虑红外图像的模糊特性,分割精度和运行效率低的缺点,提出了基于快速递推模糊2-划分熵图割的红外图像分割算法以实现复杂背景下红外图像的自动高效分割。该方法利用图像感兴趣区域的最大模糊熵信息设计图割能量函数的似然能,基于局部最大模糊2-划分熵值迭代检测出包含图像最大信息的感兴趣区域来确保提取目标信息的完整性。为了提高最大模糊熵寻优的效率,引入时间复杂度为O(n2)的递推算法,将模糊熵计算转化为递推过程,并保存所有递推的熵函数值用于后续的穷举寻优。针对确定的感兴趣区域,利用该区域最大模糊2-划分时隶属度函数分布设置图割能量函数的似然能,从而充分考虑图像的模糊特性。对分割结果与几种常用的算法进行了视觉比较及运行时间,错分率,F指标的量化分析。结果表明:该算法分割精度F值高达95%,运行时间较其他常用算法至少缩短了72%,基本满足自动红外图像分割对精度、效率和鲁棒性的要求。关键词：红外图像;图像分割;模糊划分熵;递推算法;图割- 67
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发布时间：2020-08-13
信息科学
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