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整数小波域张量Tucker分解的多光谱图像压缩

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光电子．激光 2012年第12期23卷 2418-2425页

作者：李进韩双丽吕增明陶宏江张然峰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039

针对常用多光谱图像压缩算法-把图像作为矩阵向量量化后再进行相应压缩处理-导致图像的本征结构被破坏、信息损失以及压缩效率低等问题,提出一种基于非负张量(NTD)Tucker分解的多光谱图像压缩算法。首先将多光谱图像的每个谱段进行二维... 详细信息

针对常用多光谱图像压缩算法-把图像作为矩阵向量量化后再进行相应压缩处理-导致图像的本征结构被破坏、信息损失以及压缩效率低等问题,提出一种基于非负张量(NTD)Tucker分解的多光谱图像压缩算法。首先将多光谱图像的每个谱段进行二维提升整数5/3小波变换,消除多光谱图像的空间冗余。然后将所有谱段的每级小波变换的4个小波子带看作为4个NTD。对每个非负小波子带张量采用改进局部HALS-NTD算法进行Tucker分解,消除光谱冗余和空间残余冗余。最后,将分解的核心张量和模式矩阵进行熵编码。实验结果表明,本文提出的压缩算法具有良好压缩性能,在压缩比32∶1～4∶1范围内,平均信噪比(SNR)高于40dB,与传统多光谱图像压缩算法比较,提高了1.779dB,有效提高了多光谱图像压缩算法的压缩性能。

关键词：多光谱图像压缩二维提升整数小波变换(2D-LWT) 非负张量域(NTD) Tucker分解改进局部HALS—NTD

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两步双向查找表预测的高光谱图像无损压缩

光电子．激光 2012年第10期23卷 2027-2033页

作者：吕增明李进陶宏江金龙旭张然峰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

提出一种基于两步双向查找表预测的高光谱图像无损压缩算法。将谱段内预测和谱间预测有效地结合,去除了高光谱图像强的谱间相关性。根据高光谱图像特点,首先,在光谱线的第1谱段图像采用JPEG-LS中值预测器进行谱段内预测,其它谱段图像采... 详细信息

提出一种基于两步双向查找表预测的高光谱图像无损压缩算法。将谱段内预测和谱间预测有效地结合,去除了高光谱图像强的谱间相关性。根据高光谱图像特点,首先,在光谱线的第1谱段图像采用JPEG-LS中值预测器进行谱段内预测,其它谱段图像采用谱间预测。谱间预测采用两步双向预测算法,第1步预测,采用一种双向四阶预测器,利用该预测器得到参考预测值;第2步预测,采用一种8级查表(LUT)搜索预测算法,得出8个LUT预测值。然后,将参考预测值与其比较得出最终的预测值。最后,将预测差值进行熵编码。实验结果表明,本文算法的平均压缩比达到3.05bpp(bits per pixel),与传统高光谱图像无损压缩算法比较,平均压缩比提高了0.14～2.91bpp,有效提高了高光谱图像无损压缩比低的问题。

关键词：高光谱图像无损压缩两步双向预测 8级查表(LUT)预测

葵花籽壳纳米纤维素/壳聚糖/大豆分离蛋白可食膜制备工艺优化

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农业工程学报 2016年第8期32卷 306-314页

作者：陈珊珊陶宏江王亚静马中苏吉林大学生物与农业工程学院长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

为了研究具有良好性能的可食膜及其制备方法,该文以大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为成膜基材,向其中添加葵花籽壳纳米纤维素(nano-crystalline cellulose,NCC)和壳聚糖(chitosan,CS)制备得到共混可食膜。通过研究成膜材料配比... 详细信息

为了研究具有良好性能的可食膜及其制备方法,该文以大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为成膜基材,向其中添加葵花籽壳纳米纤维素(nano-crystalline cellulose,NCC)和壳聚糖(chitosan,CS)制备得到共混可食膜。通过研究成膜材料配比、pH值和丙三醇质量浓度对可食膜抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongarion,E)、水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)和氧气透过率(oxygen permeability,OP)的影响,以可食膜综合性能为响应值,各因素为自变量,利用响应面法对工艺参数进行优化,并建立了二次多项式回归模型,通过对模型的分析得到各因素对可食膜性能综合分影响的大小顺序为pH值>成膜材料配比>丙三醇质量浓度。结果表明:成膜材料质量比NCC:CS:SPI为1.25:0.75:2,pH值为3.59,丙三醇质量浓度为0.02 g/m L时,可食膜性能(抗拉强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数和氧气透过率)的综合分达到最高为0.63。红外和扫描电镜结果表明成膜材料间具有良好的相容性。研究结果可为可食膜的生产应用提供参考。

关键词：膜物理性能优化葵花籽壳纳米纤维素大豆分离蛋白壳聚糖

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葵花籽壳纳米纤维素制备工艺优化及其表征

农业工程学报 2015年第15期31卷 302-308页

作者：陈珊珊陶宏江王亚静马中苏张丽萍吉林大学生物与农业工程学院长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 黑龙江八一农垦大学食品学院大庆163319

为了充分利用葵花籽的工业生产副产物,该文以葵花籽壳为原料,采用硫酸水解法制备葵花籽壳纳米纤维素。通过单因素试验研究了酸解温度、酸解时间、硫酸质量分数和液料比4个因素对纳米纤维素得率的影响,应用响应面法对工艺参数进行优化,... 详细信息

为了充分利用葵花籽的工业生产副产物,该文以葵花籽壳为原料,采用硫酸水解法制备葵花籽壳纳米纤维素。通过单因素试验研究了酸解温度、酸解时间、硫酸质量分数和液料比4个因素对纳米纤维素得率的影响,应用响应面法对工艺参数进行优化,并对制备得到的纳米纤维素进行了透射电镜（transmission electron microscopy,TEM）、红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR）和X-射线衍射（X-ray diffraction,XRD）等分析。结果表明：当酸解温度为42℃、酸解时间为83.71 min、硫酸质量分数为59.97%、液料比为12.33：1时,预测得出纳米纤维素得率为31.67%,验证试验纳米纤维素得率为31.31%。制备的葵花籽壳纳米纤维素呈棒状,直径为10∽30 nm,长度为150∽300 nm,仍然具有纤维素的基本化学结构,结晶度较高,属于典型的纤维素Ⅰ型结晶结构。该文研究结果可以为葵花籽的综合利用提供参考。

关键词：优化纳米晶体材料纤维素葵花籽壳纳米纤维素响应面法制备表征

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基于各向异性插值的全景图像径向展开算法

液晶与显示 2014年第3期29卷 435-440页

作者：陶宏江金龙旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

全景图像柱面展开算法易产生块效应,影响展开图像质量。根据双曲面反射镜的性质和成像原理,分析得出了现有算法产生缺陷的原因,并给出了基于径向扫描的全景图像柱面展开算法数学模型。在径向扫描展开算法的拉伸过程中结合各向异性插值... 详细信息

全景图像柱面展开算法易产生块效应,影响展开图像质量。根据双曲面反射镜的性质和成像原理,分析得出了现有算法产生缺陷的原因,并给出了基于径向扫描的全景图像柱面展开算法数学模型。在径向扫描展开算法的拉伸过程中结合各向异性插值算法从而实现最终的算法,实验结果表明,新算法能够有效减少块效应,提高展开图像质量。

关键词：各向异性插值全景图像径向展开

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适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错技术

光学精密工程 2012年第11期20卷 2548-2558页

作者：李进吕增明陶宏江李新娥金龙旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039

提出了一种适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错算法用于提高大视场时间积分延迟(TDI)CCD相机中图像数据传输的可靠性。首先,分析了大视场空间相机图像数据光纤传输特点和光纤信道加性高斯白噪声(AWGN)模型下的数据传输差错,在此基础上... 详细信息

提出了一种适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错算法用于提高大视场时间积分延迟(TDI)CCD相机中图像数据传输的可靠性。首先,分析了大视场空间相机图像数据光纤传输特点和光纤信道加性高斯白噪声(AWGN)模型下的数据传输差错,在此基础上提出了(16,8)纠错编码算法。阐述了(16,8)纠错编码算法思想以及纠错原理,说明了(16,8)纠错编码器的超大规模集成电路(VLSI)实现方法和编码器电路。然后,从不同角度分析了(16,8)纠错编码算法在大视场空间相机中应用的可行性。最后,在一空间多光谱相机样机的传输系统上进行了试验验证。结果表明:(16,8)纠错编码算法纠错能力强、易于硬件实现、占用资源少,在3 043Byte内可以纠正191bit错误,编码器资源占用率小于5%。提出的算法提高了空间相机中图像数据光纤传输的可靠性。

关键词： CCD图像光纤传输 (16 8)纠错算法编码电路

大视场TDI CCD相机静态传递函数实时检测与记录系统

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红外与激光工程 2012年第9期41卷 2515-2521页

作者：刘妍妍李国宁张宇陶宏江金龙旭长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为了解决大视场TDI CCD相机静态传递函数(下面简称传函)检测过程中传函图像受环境影响较大、检测准确度不高等问题,设计了一种静态传函实时检测与记录系统。首先,根据大视场TDICCD相机静态传函图像特征,建立一个实时检测与记录的硬件和... 详细信息

为了解决大视场TDI CCD相机静态传递函数(下面简称传函)检测过程中传函图像受环境影响较大、检测准确度不高等问题,设计了一种静态传函实时检测与记录系统。首先,根据大视场TDICCD相机静态传函图像特征,建立一个实时检测与记录的硬件和软件平台,实时接收相机输出的图像数据。其次,分析清晰靶标图像和模糊靶标图像的特征,设置区分两者的静态传函阈值,从实时接收的靶标图像中选取清晰靶标图像作为检测样本。然后,对靶标图像样本中的所有TDI CCD像元处的静态传函进行计算并做均值处理,将靶标图像样本的图像数据和静态传函值进行记录以便于后期分析处理。最后,对大视场TDI CCD相机5个通道进行静态传函的实时检测,记录20帧靶标图像样本的平均静态传函值,分析每个通道静态传函的标准偏差。实验结果表明:系统在选取0.01作为静态传函阈值的情况下,大视场TDI CCD相机每个通道静态传函值的标准偏差均小于1%,有效去除了模糊靶标图像引起的检测误差,提高了静态传函检测的精度和效率。

关键词：成像系统 TDI CCD 静态传函靶标图像

微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜性能的影响

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现代食品科技 2015年第7期31卷 225-229 301,301页

作者：陈珊珊王亚静陶宏江隋思瑶马中苏吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

本文利用微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜膜液进行处理,采用浇铸-蒸发方法制备了复合膜。研究了不同微波功率对复合膜的抗拉强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数、气体透过率和透光率的影响,此外还进行了红外光谱和扫描... 详细信息

本文利用微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜膜液进行处理,采用浇铸-蒸发方法制备了复合膜。研究了不同微波功率对复合膜的抗拉强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数、气体透过率和透光率的影响,此外还进行了红外光谱和扫描电镜分析。结果表明,当微波功率为500 W时,复合膜的抗拉强度(TS)达到最大值21.98±0.54 MPa,其断裂伸长率(E)达到最小值13.48±0.01%;当功率为400 W时,其水蒸气透过系数(WVP)达到最小值为0.61±0.05×10-12 g/(cm·s·Pa),氧气透过率(OP)达到最小值为1.95±0.02×10-5 cm3/(m2·d·Pa);当功率为300 W时,二氧化碳透过率(CO2P)达到最小值1.58±0.12×10-5 cm3/(m2·d·Pa);通过红外光谱分析结果表明,复合膜机械性能及阻隔性能得到了改善,其原因可能是大豆分离蛋白和壳聚糖分子之间产生了氢键或共价键。本文研究结果可以为大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜的实际应用提供理论依据。

关键词：大豆分离蛋白壳聚糖膜性能微波-超声波协同作用

大视场遥感相机的时间延迟积分电荷耦合器件测试系统

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红外与激光工程 2012年第9期41卷 2415-2423页

作者：李进金龙旭韩双丽李国宁吕增明陶宏江中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

为了在基于多片CCD拼接的大视场遥感相机研制时挑选高性能和性能一致的CCD,提出了一种CCD性能参数测试系统。首先,介绍了该测试系统的各部分组成和功能。其次,阐述了该测试系统的核心部分CCD成像评估电路关键技术,提出了基于电荷泵的CC... 详细信息

为了在基于多片CCD拼接的大视场遥感相机研制时挑选高性能和性能一致的CCD,提出了一种CCD性能参数测试系统。首先,介绍了该测试系统的各部分组成和功能。其次,阐述了该测试系统的核心部分CCD成像评估电路关键技术,提出了基于电荷泵的CCD时序驱动策略和闭环自动可调电压供电策略。然后,针对多片CCD拼接时主要考虑的一致性参数CCD像元响应非均匀性、盲像元、过热及过冷像元,提出了基于图像处理的CCD性能测试方法。最后,测试系统对XX-X遥感相机的17片CCD性能进行了测试。结果表明,待测的各片CCD参数性能指标均符合项目的设计要求。其中,各片CCD响应非均匀性均小于5%,响应度大于985 V/(***-2),动态范围大于2 320:1。测试系统可以全面地评价待选用的各片CCD性能。

关键词： CCD测试系统电荷泵闭环自动可调电压响应非均匀性图像处理