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基于生物视觉特征和视觉心理学的视频显著性检测算法

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物理学报 2017年第10期66卷 319-332页

作者：方志明崔荣一金璟璇延边大学工学院计算机科学与技术系智能信息处理实验室延吉133002

提出了一种空域和时域相结合的视频显著性检测算法.对单帧图像,受视觉皮层层次化感知特性和Gestalt视觉心理学的启发,提出了一种层次化的静态显著图检测方法.在底层,通过符合生物视觉特性的特征图像(双对立颜色特征及亮度特征图像)的非... 详细信息

提出了一种空域和时域相结合的视频显著性检测算法.对单帧图像,受视觉皮层层次化感知特性和Gestalt视觉心理学的启发,提出了一种层次化的静态显著图检测方法.在底层,通过符合生物视觉特性的特征图像(双对立颜色特征及亮度特征图像)的非线性简化模型来合成特征图像,形成多个候选显著区域;在中层,根据矩阵的最小Frobenius-范数(F-范数)性质选取竞争力最强的候选显著区域作为局部显著区域;在高层,利用Gestalt视觉心理学的核心理论,对在中层得到的局部显著区域进行整合,得到具有整体感知的空域显著图.对序列帧图像,基于运动目标在位置、运动幅度和运动方向一致性的假设,对Lucas-Kanade算法检测出的光流点进行二分类,排除噪声点的干扰,并利用光流点的运动幅度来衡量运动目标运动显著性.最后,基于人类视觉对动态信息与静态信息敏感度的差异提出了一种空域和时域显著图融合的通用模型.实验结果表明,该方法能够抑制视频背景中的噪声并且解决了运动目标稀疏等问题,能够较好地从复杂场景中检测出视频中的显著区域.

关键词：显著性检测非线性简化 Gestalt视觉心理学 Lucas-Kanade算法

环境敏感型碳点响应机制及其在生物传感领域的应用

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分析测试学报 2024年第1期43卷 147-156页

作者：霍泽鹏徐蔚青徐抒平吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室吉林长春130012 吉林大学化学学院超分子化学生物学研究中心吉林长春130012 吉林大学化学学院理论化学研究所吉林长春130012

碳点因具有优异的光学可调特性、良好的生物相容性,在生物医学、能源催化等领域展现出巨大的应用潜力。环境敏感型碳点是一类可响应周围介质环境改变而实现自身特性改变的材料,在传感方面倍受关注。该文对近来环境敏感型碳点的响应机制... 详细信息

碳点因具有优异的光学可调特性、良好的生物相容性,在生物医学、能源催化等领域展现出巨大的应用潜力。环境敏感型碳点是一类可响应周围介质环境改变而实现自身特性改变的材料,在传感方面倍受关注。该文对近来环境敏感型碳点的响应机制进行梳理,具体包括pH、极性、粘度、温度四个方面,并综述了该材料在生物传感领域的应用进展,以期为开发和设计更多可应用的环境敏感型碳点提供参考。

关键词：碳点环境敏感探针极性 pH 粘度温度

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二维函数光子晶体

物理学报 2016年第13期65卷 154-162页

作者：肖利雷天宇梁禺赵敏刘慧张斯淇李宏马季吴向尧吉林师范大学物理学院四平136000 吉林大学物理学院长春130012 东北师范大学物理学院长春130012

光子晶体是由两种或两种以上不同介电常数材料所构成的周期性光学纳米结构.光子晶体结构可分为一维、二维和三维,其中二维光子晶体已成为研究的热点.可调带隙的二维光子晶体可以设计出新型的光学器件,因此,对它的研究具有重要的理论意... 详细信息

光子晶体是由两种或两种以上不同介电常数材料所构成的周期性光学纳米结构.光子晶体结构可分为一维、二维和三维,其中二维光子晶体已成为研究的热点.可调带隙的二维光子晶体可以设计出新型的光学器件,因此,对它的研究具有重要的理论意义和应用价值.本文提出的二维新型函数光子晶体可以实现光子晶体带隙的可调性.所谓二维函数光子晶体,即组成它的介质柱的介电常数是空间坐标的函数,它不同于介电常数为常数的二维常规光子晶体.二维函数光子晶体是通过光折变非线性光学效应或电光效应使介质柱的介电常数成为空间坐标的函数.运用平面波展开法给出了TE和TM波的本征方程,由傅里叶变换得到二维函数光子晶体介电常数ε(r)的傅里叶变换ε(G),其傅里叶变换比常规二维光子晶体的复杂.计算发现当介质柱介电常数为常数时,其傅里叶变换与常规二维光子晶体的相同,因此二维常规光子晶体是二维函数光子晶体的特例.在此基础上具体研究了二维函数光子晶体TE波和TM波的带隙结构,其介质柱介电常数函数形式取为ε(r)=k·r+b,其中k,b为可调的参数.并与二维常规光子晶体TE波和TM波的带隙结构进行了比较,发现二维函数光子晶体与二维常规光子晶体TE波和TM波的带隙结构有明显的区别,二维函数光子晶体的带隙数目、位置以及宽度随参数k的变化而发生改变.从而实现了二维函数光子晶体带隙结构的可调性,为基于二维光子晶体的光学器件的设计提供了新的设计方法和重要的理论依据.

关键词：二维函数光子晶体平面波展开法带隙结构

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简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步

光学学报 2010年第3期30卷 861-865页

作者：冯秀琴姚治海田作林韩秀宇长春理工大学理学院吉林长春130022 长春理工大学化学与环境工程学院吉林长春130022

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用两个简并光学参量振荡器之间的互耦合法,研究了简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步。数值模拟了简并光学参量振荡器从周期输出到混沌输出的转换,理论计算了对于不同抽运强度的简... 详细信息

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用两个简并光学参量振荡器之间的互耦合法,研究了简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步。数值模拟了简并光学参量振荡器从周期输出到混沌输出的转换,理论计算了对于不同抽运强度的简并光学参量振荡器实现从周期输出到混沌输出的转化需要的最小互耦合系数。数值分析结果说明,具有不同的抽运强度和互耦合系数的简并光学参量振荡器形成的混沌吸引子不同,只要两个互耦合的简并光学参量振荡器实现混沌输出,这两个简并光学参量振荡器之间就能实现混沌精确同步,根据耦合方式的不同,两个简并光学参量振荡器之间存在两种同步方式,即同向同步和反相同步。

关键词：非线性光学混沌互耦合简并光学参量振荡器反控制

Tm:Yb:KY(WO_4)_2晶体蓝光上转换

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中国激光 2007年第5期34卷 711-714页

作者：毛露路林海张莹王成伟刘文莉朱忠丽刘景和长春理工大学光电功能材料教育部工程研究中心吉林长春130022 中国兵器科学研究院北京100089

利用顶部籽晶提拉(TSSG)法生长了Yb3+,Tm3+共掺KY(WO4)2晶体,在室温下测量了290～1200nm内晶体的吸收光谱。根据上转换模型研究了晶体中Yb3+向Tm3+进行能量传递的机制并对晶体中跃迁能级进行了指认,建立了简单的速率方程。计算得出Yb3+... 详细信息

利用顶部籽晶提拉(TSSG)法生长了Yb3+,Tm3+共掺KY(WO4)2晶体,在室温下测量了290～1200nm内晶体的吸收光谱。根据上转换模型研究了晶体中Yb3+向Tm3+进行能量传递的机制并对晶体中跃迁能级进行了指认,建立了简单的速率方程。计算得出Yb3+离子向Tm3+离子的能量传递效率接近于1。在974nm激光二极管抽运下观察到Tm3+离子的波长为476nm蓝色上转换发光。利用Fadenbrug-luechtbauer方法计算了1G4到3H6能级跃迁的发射截面积,其最大发射截面积约为1.51×10-20cm2。

关键词：材料蓝光上转换钨酸钇钾能量传递

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空心锥状双高斯光束传输特性研究

光学学报 2009年第10期29卷 2920-2923页

作者：凌铭董渊陈良宁国斌梁柱长春理工大学激光技术研究所吉林长春130022

建立了空心锥状双高斯光束的模型。在空心高斯光束模型的基础上,由初始光场的光强分布,利用柱坐标下的柯林斯公式,导出了空心锥状双高斯光束经过傍轴光学系统的解析传输变换式由传输变换式计算分析了空心锥状双高斯光束在自由空间的可... 详细信息

建立了空心锥状双高斯光束的模型。在空心高斯光束模型的基础上,由初始光场的光强分布,利用柱坐标下的柯林斯公式,导出了空心锥状双高斯光束经过傍轴光学系统的解析传输变换式由传输变换式计算分析了空心锥状双高斯光束在自由空间的可控传输特性,及在1,10和60m的截面光环的光强分布。用KNbO3双轴晶体进行实验,获得了空心锥状双高斯光束,外锥折射的锥角等于入射光会聚角。实验表明,当空心光束处于锥状发射状态时,空心光束的光环内黑斑面积随传输距离的增加而增加,实验结果与模型吻合较好。该研究为进一步设计制备基于空心锥状双高斯光束的新型激光元件提供了理论依据和设计参量。

关键词：物理光学空心锥状双高斯光束柯林斯公式外锥折射

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589nm激光器光路整合系统滤光膜的研制

中国激光 2013年第3期40卷 152-156页

作者：付秀华黄金龙莫朝燕王煜长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

为了提高黄光激光器的信噪比,采用Ta2O5和SiO2作为高低折射率材料,通过电子枪蒸发及离子辅助沉积技术,利用制备的589、1064、1178、1342nm波长处分别有特定透射率的干涉截止滤光片对无用光信号进行过滤。在实际镀制过程中,由于沉积工艺... 详细信息

为了提高黄光激光器的信噪比,采用Ta2O5和SiO2作为高低折射率材料,通过电子枪蒸发及离子辅助沉积技术,利用制备的589、1064、1178、1342nm波长处分别有特定透射率的干涉截止滤光片对无用光信号进行过滤。在实际镀制过程中,由于沉积工艺条件不同,导致材料折射率的不稳定。另外监控方法易引起误差.通过调整优化工艺参数并调整膜系,有效控制膜厚监控精度,提高了对应波长的光学性能。经过高温、潮湿等恶劣环境测试,该滤光片满足黄光激光器的使用要求。

关键词：薄膜干涉截止滤光片膜系设计监控误差黄光激光器

C/S架构的新型控压钻井计算模拟与控制软件

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吉林大学学报(信息科学版) 2024年第4期42卷 637-644页

作者：刘伟韩霄松付加胜唐纯静郭庆丰赵庆中国石油集团工程技术研究院有限公司吉林大学计算机科学与技术学院

由于油气勘探开发中井下高温高压和复杂压力系统导致钻井过程面临的风险日益增大，因此迫切需要一款集工况数据模拟计算与井下复杂监测控制相结合的软件系统，助力实现安全高效钻井。为此，运用先进的控压钻井技术，实时监测井底压力、... 详细信息

由于油气勘探开发中井下高温高压和复杂压力系统导致钻井过程面临的风险日益增大，因此迫切需要一款集工况数据模拟计算与井下复杂监测控制相结合的软件系统，助力实现安全高效钻井。为此，运用先进的控压钻井技术，实时监测井底压力、钻井液循环出入口流量差和密度等关键参数的变化，分析井下工况的变化，实现在钻井过程中井筒压力的快速、准确控制，有效降低钻井过程的安全隐患，及早发现并快速控制井下复杂情况，为形成预测、预控和快速处置的井筒安全提供支持。设计的控压钻井计算模拟与控制软件旨在从录井、 PWD(Pressure While Drilling)、 MWD(Measure While Drilling)、控压等设备获取钻井相关信息，建立水力学模型计算井筒压力、流量等参数。通过采用客户端/服务端网络架构，实现了多个客户端同时连接一个服务端，达到客户端数据同步的效果，经现场验证既可满足单机使用，又可方便网络连接，实现后方集中分析处理与远程操控。结果表明，该软件能准确地模拟计算各种钻井参数，保证安全高效钻井。实现了控压钻井由现场工程师处理模式转变为后方基于数据平台的模式，奠定了1个平台对N个现场控压钻井装备之间的互联互通基础，有力推动了控压钻井的智能化发展。

关键词：控压钻井实时监控水力学模型客户端/服务端架构

近20年冷涡背景下北上台风的分布及降水特征分析

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气象灾害防御 2024年第2期31卷 1-6页

作者：杨旭任航尹路婷于杰吉林省气象科学研究所吉林长春130062 长白山气象与气候变化吉林省重点实验室吉林长春130062 中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室吉林长春130062 中国气象局流域强降水重点开放实验室北方暴雨研究中心吉林长春130062

利用中国台风最佳路径数据集、吉林省气象科学研究所的东北冷涡活动日历、CN05.1逐日降水资料、吉林省和辽宁省站点逐小时降水观测资料,统计近20年来冷涡背景下影响东北地区的北上台风及强降水分布特征。结果表明:2001—2020年6—9月北... 详细信息

利用中国台风最佳路径数据集、吉林省气象科学研究所的东北冷涡活动日历、CN05.1逐日降水资料、吉林省和辽宁省站点逐小时降水观测资料,统计近20年来冷涡背景下影响东北地区的北上台风及强降水分布特征。结果表明:2001—2020年6—9月北上的44例台风中有39例(冷涡背景下14例)明显对东北地区降雨有影响,18%的台风过境吉林省,其余为外围水汽影响;夏季冷涡背景下引发强降水的北上台风有10例,日降水量达到暴雨及大暴雨级别的各有3例,达到短时强降水级别7例;冷涡背景下北上台风路径密度大值区主要分布在130—140°E,21—30°N区域内;冷涡背景下引发强降水的北上台风路径可分为直接北上偏北类、北上西折类、北上偏东北类、北上偏东类4类,其中北上偏北类台风最多(超过半数),该类台风平均降水量级较其他路径类型台风稍弱,北上偏东类台风降水量级最大。

关键词：北上台风东北冷涡关键区强降水