基于双CMOS的多光谱成像系统设计研究

传统摄影术所记录和复制的图像数据颜色是基于同色异谱原理的颜色复制技术,虽然能够提供高分辨率的图像,但是由于同色异谱现象,不能实现颜色的真实复制.文章利用多光谱成像技术,设计一个多光谱成像系统,根据系统对目标的数字响应,采用适当的算法,来重建其光谱维信息.     

基于支持向量机的快速高光谱分类研究

提出了一种基于支持向量机的快速高光谱分类方法.首先采用基于主成分分析和Bhattacharyya距离的方法进行特征降维,然后通过二叉树的支持向量机(Binary tree of SVMs,BTS)来减少一次分类所需的两类支持向量机个数,最后采用简化支持向量技术进一步减少支持向量的数量.实验采用真实高光谱数据,并与4种其他方法进行比较.结果表明,该方法能有效地加快分类速度.     

三羰基（五甲二硅基）环戊二烯基烷基相的红外光谱研究

研究三羰基环戊二烯基烷基钼「（η－Ｃ５Ｈ４ＳｉＭｅ２ＳｉＭｅ３）（ＣＯ）３Ｍｏ－ＲＲ＝Ｍｅ，ＰｈＣＨ２，ＣＨ２ＣＯＥｔ」化合物的红外光谱，硅与茂环发生电子的反馈作用表现在红外光谱上分子的键振动吸收位移，从而讨论了硅甲在取代茂环后对化合物的红外光谱的影响并对标题化合物的主题红外吸收带进行归属。     

基于多光谱成像的有光泽Munsell色卡的光谱反射率重建

利用多光谱成像技术,对32块光泽Munsell色卡的光谱反射率进行重建工作.在仿真实验的评价结果中,待测样本的适应度系数GFC的平均值为99.79%,大于99.5%;重建结果的色差△Eab的平均值为1.37个色差,为"轻微"感觉值;采用文中的光谱估计算法重建Munsell色卡的光谱反射率,得到了比较理想的结果.     

基于反射光谱成像的相似异物检测新方法

针对现有方法进行相似异物检测时成本高、效果差等问题,提出一种基于优选波长反射光谱成像技术的相似异物检测新方法.该方法利用建立的波长优选函数,分析了近紫外一可见一近红外离散波段中异物与背景灰度差随波长变化规律,筛选了区分多个异物与背景的最佳光照波长,以此构建反射光谱成像检测系统.根据最佳波长反射成像系统来获取相似异物特征,同时,根据二值化自适应阈值来对异物提取图像进行处理.以棉花中的白色丝状异物为对象对该方法进行实验,结果表明,在反射光照系数为0.74时,该方法对相似异物的检测率达到94％.     

基于优化多光谱成像的异物检测新方法

为有效检测棉花中与棉纤维形态、色泽极其相似的异物,提出一种基于优化多光谱成像的异物检测新方法.在分析不同异物具有不同反射特性的基础上,在405~940 nm的波段范围内建立优化多光谱成像系统.通过实验确定了用于检测多种异物的最佳检测波长及最佳光照强度,在不同的光照条件下获取不同的光谱图像,然后采用小波变换图像融合算法获取完整的异物图像特征.实验结果表明,两种波长405 nm和850 nm构成的多光谱图像融合可检测多种棉花异物,异物检测结果与实际相符.此方法为解决棉花异物检测难题提供了一种新的途径.     

基于红外光谱成像的纺织品上射击残留物检验技术研究

对红外光谱成像技术在法庭科学领域的研究工作尚处于萌芽状态,在探讨红外光谱成像检验物证的过程中我们发现该项技术是检验肉眼不可见物证的新方法。该研究利用改制的红外成像光谱仪采集被检纺织品的光谱影像集,并对光谱影像集进行分析和处理。研究表明,利用红外光谱成像检验技术能够检验纺织品上的射击残留物,红外光谱成像技术可用于纺织品上射击残留物的定性分析检验。     

静态光谱偏振差分成像技术研究

提出了一种基于液晶可调谐滤光片(liquid crystal tunable filter,LCTF)和液晶可调谐相位延迟器(liquid crystal variable retardation,LCVR)的静态光谱偏振差分成像技术。采用液晶可调谐相位延迟器实现不同波长成像光束的偏振方向旋转,采用液晶可调谐滤光片实现波长选择和检偏,通过程序控制实现透过波长及其两个正交线偏振态的设定,面阵光电探测器完成两个正交线偏振态图像采集,再经过图像处理获取光谱偏振差分图像。完成了原理样机的研制,取得了初步试验结果。该技术没有任何机械运动部件,具有稳定性好、操作灵活、数据处理简单直观等优点。     

基于功能性近红外光谱技术的脑机接口

为了探究功能性近红外光谱技术(fNIRS)对相同动作的运动想象和运动执行区分可行性以及前额皮层对运动想象和运动执行分类准确率的影响,研究测量了15位受试者手臂伸展和手指敲击的运动想象过程和运动执行过程的前额皮层和运动功能皮层的血氧变化信号.提取均值,斜率,二次项系数和近似熵特征建立基于支持向量机的四分类模型.对应于手臂伸展和手指敲击的四分类模型,分别实现了87.65%和87.58%的分类准确率.相对于单独运动功能皮层区域建立的运动功能皮层-fNIRS-脑机接口,引入前额皮层血氧变化信息能显著提高脑机接口分类性能,且对手指敲击动作的提高效果大于手臂伸展动作.因此,前额皮层区域的血氧响应生理特征能提高fNIRS-脑机接口的分辨性能,同时验证了fNIRS-脑机接口应用于多种肢体动作脑功能活动提取的可行性.     

FeAs基超导体的超快光谱研究

铁基超导体作为第二个被发现的高温超导体家族,其超导机理无疑是现代物理学中最引人注目的物理问题之一.从凝聚态的角度上看,铁基超导体丰富的有序态主要源于微观自由度,如电荷、轨道、自旋和晶格之间的相互作用演绎而来.近年来,随着飞秒激光技术的飞速发展,超快光谱成为了直接探测材料宏观物理量的微观机制及各种微观自由度之间相互作用的有力工具之一,并广泛应用于铁基超导体研究.本文回顾了FeAs基超导体最近的超快光谱研究,其中包括对能隙函数的探讨、在时域内区分各种有序相及这些相与超导序之间的关系以及相干声子在超导配对中的作用等方面的进展.     

基于快照POD的抽蓄电站全流道模拟研究

提出了一种基于快照本征正交分解(POD)的降阶模型实现水泵水轮机瞬态流场快速计算的方法,获得可快速计算水泵水轮机瞬态流场参数的5阶POD模型．将特征线法(MOC)有压管道、水轮机控制系统等与降阶模型串联并求解抽蓄电站甩负荷工况的全流道水力特性．通过对全流道的传统数值模型、MOC-POD模型与实测数据对比获取误差值,可以得出：新模型获取进出口压力的均方根误差与最大相对误差均小于传统模型,且仿真时间减少约98%,证明新方法对甩负荷过程参数模拟具有准确性与高效性．     

基于高光谱成像技术的血迹检测及血指印可视化研究

目的 血迹是命案现场最为常见的物证之一,血手印的检验意义重大,由于很多物种有血液,所以现场血手印复杂多样,种属鉴定更是必要工作,其主要任务包括确定生物性检材的来源,是否来自人体,必要时还需要确定检材来自何种动物.目前常采用的种属鉴定方法有3类:形态学方法、血清学方法和技术检测方法.探索用光学无损的方法进行种属鉴定,研究...     

基于非相干数字全息的多光谱成像技术

结合菲涅耳非相干数字全息和光谱成像技术的优点,提出能同时获得物体三维空间信息和光谱信息的四维成像系统,即在非相干数字全息系统中引入可调滤波器.在非相干光源照明下,记录三维物体在不同记录波长下的全息图,经数值处理获得物体不同波长的再现像.从波动光学的角度分析了该系统的点扩散函数,给出了再现距离与记录波长之间的关系.采用该系统对分辨率板单通道成像实验和多光谱成像实验进行了验证.     

基于高光谱成像技术的水果品质无损检测

高光谱图像技术结合光谱技术与计算机图像技术两者的优点,可获得大量包含连续波长光谱信息的图像块,其图像信息可检测水果的外部品质,光谱信息则可用于水果内部品质的检测,达到根据水果内、外部综合品质进行分类的目的.综述了国内外将该技术应用于水果品质检测方面的研究进展,提出了利用高光谱图像技术检测苹果轻微损伤的方法,利用500～900 nm的高光谱图像数据,通过主成分分析提取547 nm波长下的特征图像.     

水果成熟度的高光谱成像无损检测研究

水果成熟度作为衡量水果品质和等级的一个重要指标,区分不同成熟度的水果可以降低水果在采摘、包装、储存、运输等物流环节的损失率.高光谱技术是一种新型光谱技术和计算机视觉融合技术,它可以从图像维和光谱维对水果的综合品质进行评价.分析了国内外将该技术应用于水果成熟度检测方面的研究进展,提出了利用高光谱图像技术检测枣和梨成熟度的方法,利用不同成熟度的水果在可见光及近红外波段的反射率,初步确定了利用高光谱成像技术检测枣和梨2种水果成熟度的有效特征波长.     

基于PLC的偏心式飞剪机速度控制策略的研究

在传统偏心式飞剪机改造中,针对PLC的控制优势,提出相应的速度跟踪算法和动态修正模型,进而在连续工作方式下,实现定尺剪切,确保了正确切头和切任意定尺的准确性,使其剪切速度快,性能更好。从实践结果表明,系统完全满足控制要求,使飞剪作业更加连续、更加完善,大大提高了生产能力,为飞剪过程提供一个更好的控制方法。     

三氯化铁基少层石墨烯插层化合物的拉曼光谱

 利用拉曼光谱技术,研究了三氯化铁插层掺杂的少层石墨烯薄片。通过G 带拉曼成像可判明样品不同的插层掺杂部分及其掺杂程度。G 带拉曼峰在双层石墨烯和四层石墨烯中分别为单峰和双峰的不同结构。在石墨烯边缘处,G 带拉曼峰会比其内部多出1 个本征的G₀峰,说明石墨烯边缘仍然存在未经插层掺杂的石墨烯。经过插层的双层石墨烯2D 带拉曼峰仍可拟合出4个洛伦兹峰。     

基于支持向量机的土壤有机质高光谱反演

为寻找一种土壤有机质快速检测技术,探究了土壤有机质含量对光谱反射率曲线的影响,分析了土壤有机质与光谱曲线间的相关性关系,采用多元逐步回归和支持向量机建立土壤有机质含量高光谱预测模型。研究结果表明:研究区土壤有机质含量对光谱曲线影响较小;光谱平滑和变换技术可以有效提高光谱特征波段与土壤有机质的相关性关系,二阶微分变换的效果最好,相关系数为-0.83;通过决定系数和均方根误差对不同模型的预测效果进行评价,其中基于二阶微分的支持向量机模型的反演效果最优R~2=0.89,RMSE为1.73。研究结果揭示了研究区土壤有机质与光谱反射率间的相关性关系,可以为实现土壤有机质快速检测和实时动态监测提供技术支持和参考。     

基于高光谱成像的不同花期薇甘菊特征分析及监测模型研究

薇甘菊是世界上危害巨大的杂草之一,入侵能力强,严重威胁当地生态系统.使用SOC710VP成像光谱仪获取薇甘菊不同花期高光谱数据,选取与薇甘菊不同花期显著相关的参数,建立不同花期监测模型.结果表明,盛花期和未开花期光谱反射率存在明显"绿峰"和"红谷",整体值大小依次为盛花期、未开花期、枯花期;一阶微分曲线在绿光波段、红边,未开花期、盛花期和枯花期均存在明显波峰,且值的大小依次为未开花期、盛花期、枯花期;在750～900 nm,盛花期和未开花期波峰、波谷出现波段范围大致相似,枯花期出现3个波峰,峰值依次减小;薇甘菊不同花期与光谱反射率及光谱一阶微分在529～671、734～744、770～786、791～796 nm和833～838 nm极显著相关,以NDVI、RVI、GI、DVI和HI特征参数构建的多元线性回归模型的拟合效果最佳.根据薇甘菊高光谱特征参数建立的监测模型,可有效地监测薇甘菊不同花期,研究结果可用于薇甘菊发生发展的监测.     

基于高光谱成像技术的水稻叶片SPAD值及其分布问题研究

高光谱成像技术在快速无损检测植物叶片叶绿素含量上得到越来越广泛的应用.运用SPAD仪可同期获得叶片的叶绿素含量.以水稻叶片为研究对象,首先采集水稻活体植株至培养皿,利用SPAD502叶绿素计采集叶片的SPAD值,最后使用高光谱成像仪采集水稻叶片的高光谱影像.运用不同的植被指数和偏最小二乘法分别对SPAD值进行回归分析.结果显示,偏最小二乘回归模型精度较高且较为稳定.根据最佳预测模型反演叶片上任意像素的SPAD含量,通过伪彩色配色即可得到水稻叶片SPAD分布图像.该方法为研究水稻植株的生长状况提供了更为具体的数据资料,为水稻的产量估测和病害预警提供了新的依据和方法.