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平面P波入射半无限介质空间域划分及运动偏振特征

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岩石力学与工程学报 2019年第2期38卷 321-331页

作者：何卫平周宜红赵春菊三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

针对地震动空间差异问题,基于波动理论和叠加原理,通过解析方法研究入射地震波在场址内形成地震动的空间差异及运动偏振特征。以平面P波在半无限介质内倾斜入射为例开展研究。首先依据质点运动的叠加模式差异将半无限介质空间域划分为... 详细信息

针对地震动空间差异问题,基于波动理论和叠加原理,通过解析方法研究入射地震波在场址内形成地震动的空间差异及运动偏振特征。以平面P波在半无限介质内倾斜入射为例开展研究。首先依据质点运动的叠加模式差异将半无限介质空间域划分为叠加区和分离区,并给出分界线的解析表达式。然后以无量纲量叠加区范围系数为基础研究P波倾斜入射情况下分界线的控制参数。最后对自由面、叠加区和分离区特征质点的运动空间差异和偏振特征进行研究。结果显示,在P波倾斜入射时,叠加区与分离区的分界线可能由入射P波(PI)、反射P波(PR)和反射SV波(SR)中任意两条地震波的分离线控制。得到临界角的隐式解析表达式,当入射角小于临界角时分界线由PR和SR的分离线控制;当入射角大于临界角时分界线由PI和PR的分离线控制;当PR幅值系数为0时,分界线由PI和SR的分离线控制。平面P波倾斜入射时,自由面质点运动偏振特征与入射波偏振特征存在一一对应关系;在叠加区和分离区,单波贡献时段质点运动的偏振特征与对应地震波偏振特征一致,多波贡献时段质点运动偏振特征表现出复杂的时变特征。

关键词：水利工程平面P波半无限空间空间域划分偏振特征

光滑物体表面反射光偏振特征分析及反射光分离技术

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国防科技大学学报 2021年第6期43卷 135-144页

作者：张焱张景华石志广张宇凌峰刘荻索玉昌师晓冉国防科技大学电子科学学院ATR国防科技重点实验室湖南长沙410073

物体表面反射光由镜面反射光和漫反射光组成,针对光滑物体表面镜面反射光和漫反射光的分离问题,建立了一个结合镜面反射和漫反射共同作用的偏振态表征模型,并使用该模型对混合反射区域偏振特征进行分析。基于镜面反射光和漫反射光的偏... 详细信息

物体表面反射光由镜面反射光和漫反射光组成,针对光滑物体表面镜面反射光和漫反射光的分离问题,建立了一个结合镜面反射和漫反射共同作用的偏振态表征模型,并使用该模型对混合反射区域偏振特征进行分析。基于镜面反射光和漫反射光的偏振特征,根据镜面反射光和漫反射光在光滑物体表面垂直方向及平行方向上的分布关系,采用偏振正交分解的方法实现了镜面反射成分和漫反射成分的求解。利用镜面反射光图像和漫反射光图像之间的相关性,通过梯度下降算法得到镜面反射成分和漫反射成分归一化互相关最小值及其对应的镜面反射偏振度和漫反射偏振度,从而实现反射光的分离。通过对不同场景中获取的反射光图像进行测试,实验结果表明,该算法具有较好的反射光分离效果。

关键词：镜面反射漫反射反射光分离偏振特征

基于S波段双偏振雷达观测的雹暴偏振特征分析

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气象学报 2021年第1期79卷 168-180页

作者：潘佳文高丽魏鸣蒋璐璐蔡菁海峡气象开放实验室厦门市气象局厦门361012 台州市气象局台州318000 气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京信息工程大学南京210044 宁波市气象局宁波315012 龙岩市气象局龙岩364000

为了研究雹暴的偏振特征及其在实际业务中的应用,使用S波段双偏振雷达所观测到的46例冰雹数据,对其中反复出现的3种偏振特征:冰雹在各高度层的偏振参数特征、差分反射率因子柱、三体散射偏振特征进行了分析,重点分析了3种偏振特征大、... 详细信息

为了研究雹暴的偏振特征及其在实际业务中的应用,使用S波段双偏振雷达所观测到的46例冰雹数据,对其中反复出现的3种偏振特征:冰雹在各高度层的偏振参数特征、差分反射率因子柱、三体散射偏振特征进行了分析,重点分析了3种偏振特征大、小冰雹事件的差异。结果表明:(1)大冰雹的水平反射率因子中位数要高于小冰雹,二者的水平反射率因子分布存在较大重合区域。(2)冰雹偏振参数的变化主要集中在融化层之下,相较于小冰雹,大冰雹具有更低的差分反射率因子和相关系数。(3)所有雹暴的差分反射率因子柱最大伸展高度均超过−10℃层,有83%的大冰雹事件其差分反射率因子柱最大伸展高度可超过−20℃层;在小冰雹事件中这一比例仅为46%。(4)差分反射率因子柱高度的演变对于雹暴的发展具有预示性,特别是在持续降雹过程中,差分反射率因子柱的再度发展预示着雹暴的再次增强。差分反射率因子柱高度的极值相对于降雹具有时间提前量,在大冰雹事件中这一提前量的中位数为24 min,而在小冰雹事件中这一数值为11 min。(5)三体散射的偏振特征有助于识别高空的冰雹,尤其是当冰雹核的后侧存在其他降水回波时。在所统计的19例大冰雹事件中均发现三体散射偏振特征。在小冰雹事件中同样可发现三体散射偏振特征,出现比例为52%。

关键词：双偏振雷达冰雹偏振特征

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基于气枪信号偏振特征的震相自动判别研究

地球物理学进展 2021年第1期36卷 8-18页

作者：金星林彬华蔡辉腾韦永祥李军郭阳于伟恒福建省地震局福州350003 福州大学福州350108 中国地震局厦门海洋地震研究所厦门361021

气枪震相拾取是地下结构探测的一项基础性工作,震相拾取的精度和波组类型的可靠度是速度结构反演的关键.本文提出了基于偏振特征的气枪震相自动识别方法,通过将水平分量旋转为径向和切向分量,由垂向分量和径向分量构成的偏振特征量初步... 详细信息

气枪震相拾取是地下结构探测的一项基础性工作,震相拾取的精度和波组类型的可靠度是速度结构反演的关键.本文提出了基于偏振特征的气枪震相自动识别方法,通过将水平分量旋转为径向和切向分量,由垂向分量和径向分量构成的偏振特征量初步判别P波组和S波组,根据质点运动轨迹确定出偏振角和偏振线性度参数,针对偏振角大小判别出具体波组类型Pg、Pn、PmP、Sg、Sn、SmS,结合STA/LTA-AIC、理论走时与振幅等特征形成一套气枪震相自动识别技术.采用龙门滩水库气枪信号叠加500次的波形对自动识别算法进行测试,结果表明,本研究的偏振识别方法正确识别率为91%,漏识别率为9%,误识别率为13%,识别效果优于一般识别方法,特别是震中距130~180 km波组交汇处的判别更能发挥其作用.通过对气枪偏振特征的研究既提高了气枪震相拾取的精度和效率,也为不同类型波组的正确识别提供潜在的技术手段.

关键词：气枪震源震相识别偏振特征径向切向

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基于偏振特征与强度信息融合的工件目标检测

电子测量技术 2023年第24期46卷 188-196页

作者：杨长虎袁东张健余洋洋张志良山东省水利勘测设计院济南250013 河海大学信息科学与工程学院常州213000

针对目前工件尺寸测量在工件关键测量点的准确提取阶段存在的问题,因此本文提出一种基于偏振特征与强度信息融合的工件目标检测方法。在工件强度图像的基础上引入偏振特征,建立强度信息与偏振特征差异化式高效交互的双流网络模型,以实... 详细信息

针对目前工件尺寸测量在工件关键测量点的准确提取阶段存在的问题,因此本文提出一种基于偏振特征与强度信息融合的工件目标检测方法。在工件强度图像的基础上引入偏振特征,建立强度信息与偏振特征差异化式高效交互的双流网络模型,以实现更高效的偏振特征和强度信息融合。为验证算法的效果,本文建立了偏振图像工件目标显著性检测数据集。在此数据集上,本文提出的算法在精确度Precision、max-F和相似性值S-measure三个指标上和视觉结果均在对比算法中达到了最优结果,充分表明了本文算法出色的工件目标检测性能,具有极佳的工件目标检测效果。

关键词：偏振特征目标检测强度信息双流网络偏振角

硅基集成干涉式光纤陀螺偏振特征分析及误差抑制方法研究

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硅基集成干涉式光纤陀螺偏振特征分析及误差抑制方法研究

作者：朱昌胜哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本课题以集成IFOG为研究对象，从硅基集成光学芯片设计、信号检测电路集成化设计和集成化光纤陀螺误差抑制等主要问题展开研究。主要研究内容包括以下几个方面：　　干涉式光纤陀螺(Interferometric Fiber Optic Gyroscope,IFOG)作为一... 详细信息

本课题以集成IFOG为研究对象，从硅基集成光学芯片设计、信号检测电路集成化设计和集成化光纤陀螺误差抑制等主要问题展开研究。主要研究内容包括以下几个方面：　　干涉式光纤陀螺(Interferometric Fiber Optic Gyroscope,IFOG)作为一种角速度传感器件被广泛应用于航天、航空、航海、能源、兵器、医疗等各个军民用领域。近年来IFOG正在向着集成化、体积小、低成本、性能稳定的方向发展。然而，由于集成工艺精度的限制，原分立光学器件集成之后，光路的消光比劣化，集成光路中的偏振串扰增加;此外由于陀螺电路的集成化，调制信号会与检测回路之间产生电子交叉耦合;偏振误差与电路串扰误差是制约陀螺精度的两个主要因素。　　（1）本文提出了一种基于硅基平台的“光学器件集成及环圈微型化”的IFOG集成设计方案，通过建立主要噪声的理论模型推导了集成IFOG理论极限精度表达式，仿真计算本集成方案下陀螺的极限精度并且验证了其理论优势。　　（2）本文通过建立了IFOG集成光学系统的偏振串扰误差模型，仿真分析了光路非理想因素对于集成IFOG偏振误差的影响，并提出了一种基于偏振保持敏感环路的偏振误差抑制方案。通过设计一种能够滤除顺逆时针光路中寄生偏振误差的波导起偏器，以提高光路的消光比。基于半导体芯片异构集成技术实现了陀螺光路单片集成，完成了全光路偏振误差抑制的集成光学设计方案。　　（3）本文针对陀螺电路集成化引入的电路串扰问题，建立了电路串扰致非互易性相移误差模型，基于误差产生机理提出了一种基于八态调制的电路串扰误差抑制方法，可以在保证集成IFOG最大灵敏度的同时有效抑制电路串扰误差。基于高集成度芯片完成了陀螺电路的集成化设计，并对信号处理电路进行了相应的电磁兼容优化设计。　　（4）本文搭建了集成化干涉式光纤陀螺样机，整机尺寸为φ40mm×30mm。通过对集成光学芯片的偏振度及消光比测试，验证了集成光路具有极佳的偏振保持能力，可以有效抑制偏振误差。通过对比采用四态以及八态调制时不同调制深度下集成IFOG的电路串扰误差，得出结论：对于设计的集成IFOG，电路串扰信号相对于调制信号的相位延迟很小，八态调制在π/2调制深度处可以有效抑制电路串扰误差。最后采用八状态调制解调方法对集成IFOG进行了整机静态性能测试，100s平滑时，陀螺的零偏稳定性为0.0496°/h。

关键词：集成化光纤陀螺硅基集成光学芯片偏振特征误差抑制

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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基于偏振特征的水面饱和耀光抑制技术

光学学报 2022年第24期42卷 73-82页

作者：张景华张焱石志广李飚张宇凌峰张毅刘荻国防科技大学电子科学学院ATR重点实验室湖南长沙410073

为解决水面及水下目标侦察、探测、识别过程中存在的水面耀光干扰问题,利用偏振特征实现了水面耀光的抑制和目标的增强。分析了水面光波反射和折射过程中偏振特征传输规律,利用光波在垂直方向和平行方向上的光强分布关系,提出一种基于... 详细信息

为解决水面及水下目标侦察、探测、识别过程中存在的水面耀光干扰问题,利用偏振特征实现了水面耀光的抑制和目标的增强。分析了水面光波反射和折射过程中偏振特征传输规律,利用光波在垂直方向和平行方向上的光强分布关系,提出一种基于偏振反折射效应的水面耀光抑制方法。该方法利用水面反射偏振度、折射偏振度、垂直方向光强图像和平行方向光强图像,实现了水面耀光的分离和抑制。针对饱和耀光抑制过程中存在的垂直方向光强图像饱和失真问题,提出了一种基于完全偏振分解的饱和光强恢复方法,利用平行方向光强图像和任意一个非饱和起偏方向上获取的光强图像计算恢复出垂直方向光强图像,然后利用恢复后的垂直方向光强图像实现水面饱和耀光的抑制。实验结果表明,通过对水面耀光的抑制,有效提升了耀光区域内目标和背景之间的对比度及信噪比,增强了目标的显著性。

关键词：海洋光学偏振特征完全偏振分解水面耀光抑制饱和图像恢复目标增强

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基于偏振特征的图像增强算法

计算机测量与控制 2007年第1期15卷 106-108页

作者：都安平赵永强潘泉张惠娟西北工业大学自动化学院陕西西安710072

具有不同导电特性的表面对入射光偏振态的影响不同,同时描述光束偏振态的线偏振度、偏振角和Stokes矢量之间存在互补性和冗余性;在此基础上提出了一种基于偏振特征和能量特征的图像增强算法,该算法对偏振度、偏振角和Stokes图像进行基... 详细信息

具有不同导电特性的表面对入射光偏振态的影响不同,同时描述光束偏振态的线偏振度、偏振角和Stokes矢量之间存在互补性和冗余性;在此基础上提出了一种基于偏振特征和能量特征的图像增强算法,该算法对偏振度、偏振角和Stokes图像进行基于能量特征的融合,实现了对图像的增强,同时利用信息熵、清晰度和对比度对结果进行评价;实验表明,该方法在图像增强方面具有优越性。

关键词：偏振特征图像增强图像融合小波分析

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基于偏振特征的水下目标检测

电子测量技术 2014年第12期37卷 90-92,98页

作者：马伟英河海大学计算机与信息学院南京211100

近年来机器视觉技术在目标检测领域得到广泛的应用,其中最常用的是基于Treisman理论的Itti模型。传统基于Itti模型的检测方法往往过分依赖于光谱图像,然而水下环境完全迥异于陆地环境,光谱信息几乎消失殆尽,简单地将Itti模型直接应用于... 详细信息

近年来机器视觉技术在目标检测领域得到广泛的应用,其中最常用的是基于Treisman理论的Itti模型。传统基于Itti模型的检测方法往往过分依赖于光谱图像,然而水下环境完全迥异于陆地环境,光谱信息几乎消失殆尽,简单地将Itti模型直接应用于水下并不能取得很好地效果。基于此本文提出了一种将偏振信息与Itti模型相结合的水下目标检测模型。主要思想是:与传统Itti模型提取颜色、亮度、方向等特征不同,针对水下环境的特殊性,分析并提取了更加适合水下环境目标检测的偏振度特征、边缘特征以及直线特征进而利用Itti模型生成显著图,实现水下目标检测。实验结果表明该方法针对水下目标检测有很好的效果。

关键词：水下目标检测偏振特征 Itti模型