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内窥式扫频光源光学相干层析系统的探头设计

光子学报 2016年第9期45卷 147-152页

作者：卞海溢高万荣廖九零南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

利用自聚焦透镜和单模光纤搭建了基于光纤旋转连接器的内窥式扫频光源光学相干层析成像系统.利用Zemax模拟了内窥探头的光学性能,分析了光纤到自聚焦透镜的距离和自聚焦透镜节距对探头性能参量的影响.在综合考虑元器件成本以及成像要求... 详细信息

利用自聚焦透镜和单模光纤搭建了基于光纤旋转连接器的内窥式扫频光源光学相干层析成像系统.利用Zemax模拟了内窥探头的光学性能,分析了光纤到自聚焦透镜的距离和自聚焦透镜节距对探头性能参量的影响.在综合考虑元器件成本以及成像要求后,选择无需定制,节距为0.24Pitch的自聚焦透镜,确定光纤与自聚焦透镜之间的距离为0.7mm.经实验测得该系统的横向分辨率约为19.5μm,纵向分辨率约为9μm,工作距离约为7mm,成像深度为6.2mm(空气中),与理论值接近.为了验证该系统对生物组织的成像性能,利用该系统对猪食道进行离体成像,重建后的层析图中可以明显地观察到猪肠道的表皮层和固有层.测量系统的各项成像性能参量以及对生物组织的成像性能表明该探头在内窥成像中是可行的.

关键词：光学相干层析成像扫频光源干涉内窥成像横向分辨率工作距离成像深度纵向分辨率自聚焦透镜

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一种稀疏阵列下的二维DOA估计方法

航空学报 2016年第7期37卷 2269-2275页

作者：曾文浩朱晓华李洪涛马义耕陈诚南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

研究了稀疏阵列下二维波达方向(DOA)的估计问题,提出一种基于不动点迭代的空间谱估计(FPC-MUSIC)算法。首先建立基于矩阵填充的DOA估计信号模型,并验证该信号模型满足零空间性质(NSP),其次通过不动点迭代算法将稀疏阵列信号恢复为完整信... 详细信息

研究了稀疏阵列下二维波达方向(DOA)的估计问题,提出一种基于不动点迭代的空间谱估计(FPC-MUSIC)算法。首先建立基于矩阵填充的DOA估计信号模型,并验证该信号模型满足零空间性质(NSP),其次通过不动点迭代算法将稀疏阵列信号恢复为完整信号,最后利用恢复信号估计二维DOA。该算法可在稀疏阵列下大幅度降低谱估计平均副瓣,在大幅度降低阵元数的同时具有较高的估计精度。计算机仿真表明:FPC-MUSIC算法可在稀疏阵列下准确估计二维DOA,验证了该算法的有效性和优越性。

关键词：信号处理稀疏阵列平面阵列 DOA估计矩阵填充

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雷达目标角度跟踪环路滤波器设计新方法

电子与信息学报 2015年第12期37卷 2948-2955页

作者：蒋兵兵盛卫星张仁李韩玉兵南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

角度跟踪环路在机载雷达对目标的距离、速度、角度3维联合跟踪中起着至关重要的作用。该文分析指出传统采用卡尔曼滤波算法形成角度跟踪环路对机动目标角度进行跟踪时跟踪精度低,角跟踪误差收敛速度慢的缺点,提出弯曲度检测跟踪环路滤波... 详细信息

角度跟踪环路在机载雷达对目标的距离、速度、角度3维联合跟踪中起着至关重要的作用。该文分析指出传统采用卡尔曼滤波算法形成角度跟踪环路对机动目标角度进行跟踪时跟踪精度低,角跟踪误差收敛速度慢的缺点,提出弯曲度检测跟踪环路滤波器(Bend Degree Tracking Loop Filter,BDTLF)设计方法,其利用弯曲度检测角度曲线拐点,自适应地调节环路滤波器环路等效噪声带宽,并以此来控制角度跟踪环路。此算法加快了角跟踪误差的收敛速度,减轻了拐点处的角度滤波扰动,保持了滤波性能的连续性。计算机仿真结果验证了该文方法相比于卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法、a-b-g滤波算法及恒定系数环路滤波器方法,对弱机动目标角度跟踪具有更加出色的性能。

关键词：角度跟踪弱机动目标环路滤波器拐点检测

基于联合矩阵对角化的双基地MIMO雷达DOD-DOA估计

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电子与信息学报 2012年第4期34卷 904-909页

作者：程院兵顾红苏卫民南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

针对双基地MIMO雷达收发角(DOD-DOA)估计问题,该文提出一种基于联合矩阵对角化的快速多目标收发角估计算法。该算法首先根据匹配滤波输出的数据结构,利用奇异值分解和秩1矩阵判断定理将收发角度估计问题转化为联合矩阵对角化问题,然后... 详细信息

针对双基地MIMO雷达收发角(DOD-DOA)估计问题,该文提出一种基于联合矩阵对角化的快速多目标收发角估计算法。该算法首先根据匹配滤波输出的数据结构,利用奇异值分解和秩1矩阵判断定理将收发角度估计问题转化为联合矩阵对角化问题,然后采用单次-扫描迭代算法对其求解,得到收发阵列流型矩阵,最后通过谱分析方法估计收发角。该算法充分利用匹配滤波输出的所有信息,无需2维谱峰搜索,每次迭代均可得到精确的闭式解,且收发角自动配对。与现有算法相比,该算法不仅提高了角度估计精度,而且有效降低了运算量。仿真结果证明了所提算法的有效性。

关键词：双基地MIMO雷达发射角接收角联合矩阵对角化单次-扫描迭代算法

在云母晶面上应用“自下而上”和“自上而下”两种途径制造胶原蛋白纳米线阵列

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无机化学学报 2017年第5期33卷 745-752页

作者：李力张磊杨德良孙铭曾凡喜顾文华南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

以云母晶体的(001)晶面为基质,以天然Ⅰ型鼠尾胶原蛋白单体溶液为原料,分别考察了蛋白单体受基质规导进行"自下而上"的自组装过程,以及原子力显微镜探针对吸附在基质表面的蛋白膜层进行"自上而下"加工过程:(1)两种制备途径均能加工出结... 详细信息

以云母晶体的(001)晶面为基质,以天然Ⅰ型鼠尾胶原蛋白单体溶液为原料,分别考察了蛋白单体受基质规导进行"自下而上"的自组装过程,以及原子力显微镜探针对吸附在基质表面的蛋白膜层进行"自上而下"加工过程:(1)两种制备途径均能加工出结构精确可控的胶原蛋白纳米线阵列;(2)"自下而上"制备途径利用了蛋白单体和基质晶体在界面上互相识别并规范的"反相生物矿化"原理;(3)"自上而下"的加工利用了原子力显微镜接触模式下探针的"分子扫帚"机理。

关键词：胶原蛋白自上而下自下而上纳米线介观尺度

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高频地波雷达稀疏频率波形优化设计

电子与信息学报 2012年第6期34卷 1291-1296页

作者：胡恒贺亚鹏庄珊娜朱晓华南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)面临多种无线通讯系统的同频窄带干扰,发射具有频域稀疏的优化波形能够有效抑制干扰,改善HFSWR的检测性能。针对最优干扰抑制稀疏频率波形旁瓣较高及传统波形优化设计算法收敛速... 详细信息

高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR)面临多种无线通讯系统的同频窄带干扰,发射具有频域稀疏的优化波形能够有效抑制干扰,改善HFSWR的检测性能。针对最优干扰抑制稀疏频率波形旁瓣较高及传统波形优化设计算法收敛速度较慢的问题,该文提出一种基于旁瓣约束的稀疏频率波形快速优化设计方法。首先建立了联合优化功率谱密度(Power Spectrum Density,PSD)和积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level,ISL)的波形设计目标函数。随后提出了一种循环相位共轭梯度最优波形快速求解算法,该算法收敛速度快,运算量低。优化波形能够有效抑制同频窄带干扰,且旁瓣较低,有较强的战场环境适应能力。仿真结果表明了该方法的优越性。

关键词：高频地波雷达波形设计功率谱密度积分旁瓣电平循环相位共轭梯度算法

基于自适应截断模拟曝光和无监督融合的低照度真彩色图像增强算法

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光子学报 2023年第9期52卷 237-251页

作者：韩永成张闻文何伟基陈钱南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

针对图像增强算法中普遍存在暗部区域细节丢失、亮部区域过度增强等问题,提出了基于自适应截断模拟曝光和深度融合的增强算法。对原始低照度图像进行模拟曝光,通过卷积网络学习曝光序列对应的权重图并在网络内部实现加权融合,获得增强... 详细信息

针对图像增强算法中普遍存在暗部区域细节丢失、亮部区域过度增强等问题,提出了基于自适应截断模拟曝光和深度融合的增强算法。对原始低照度图像进行模拟曝光,通过卷积网络学习曝光序列对应的权重图并在网络内部实现加权融合,获得增强结果。在生成模拟曝光序列的过程中,对图像进行亮暗区域分割,然后对其进行截断性自适应伽马校正,最后通过引导滤波降噪获得合适的曝光序列。获得多曝光序列后,通过基于空洞卷积的上下文聚合网络,实现快速灵活地加权融合,得到最终增强结果。收集了大量公开数据集,并使用微光夜视相机和三通道真彩色相机收集了实验室环境测试集,在不同数据集上和经典主流算法进行了对比实验。实验结果表明,本算法的NIQE、PSNR和SSIM指标都是最好的,其中NIQE降低了4.49%,PSNR提高了4.28%,SSIM提高了1.94%。此外,算法的色彩还原效果也很好,色差指标是所有算法中最小的,在8.71×10^(-2)lx照度下,本算法色差减小了14.83%,在1.02×10^(-2)lx下减小了3.05%。本文算法可以明显提高图像亮度和对比度,鲁棒性较好,不会产生过度增强现象,有效恢复图像细节的同时兼顾色彩信息,增强结果真实自然。

关键词：彩色夜视图像增强自适应曝光曝光融合卷积神经网络图像质量评价

同方期刊数据库

基于压缩感知的频率编码脉冲雷达高分辨距离成像方法

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电子与信息学报 2011年第7期33卷 1678-1683页

作者：贺亚鹏庄珊娜李洪涛朱晓华南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

针对频率编码脉冲雷达(Frequency-Coded Pulse Radar,FCPR),该文提出一种基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的目标高分辨距离成像方法。利用目标场景的空间稀疏性,建立FCPR目标回波稀疏信号模型,提出基于CS的FCPR脉冲相参合成处理... 详细信息

针对频率编码脉冲雷达(Frequency-Coded Pulse Radar,FCPR),该文提出一种基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的目标高分辨距离成像方法。利用目标场景的空间稀疏性,建立FCPR目标回波稀疏信号模型,提出基于CS的FCPR脉冲相参合成处理方法。该方法采用少量FCPR信号子脉冲对目标频域响应进行采样,即可提取目标高分辨距离像信息。为了降低CS重构算法的运算复杂度,提出一种基于FFT目标速度预估计的动态构造降维感知矩阵的方法,提高了采用CS进行FCPR脉冲相参合成处理的速度。仿真结果表明该方法较传统IFFT脉冲相干合成算法具有更小的目标强散射中心幅度估计误差,对速度估计误差及噪声的鲁棒性更好。

关键词：频率编码脉冲雷达高分辨距离像压缩感知速度预估计

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基于压缩感知的自适应数字波束形成算法

电子与信息学报 2013年第2期35卷 438-444页

作者：王建盛卫星韩玉兵马晓峰南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

该文根据目标在空间的稀疏性,提出了接收端的基于压缩感知理论的自适应数字波束形成算法。在阵元稀布的情况下,用压缩感知的压缩采样理论,恢复出缺失通道的回波信息,然后用恢复的信号做数字波束形成。该算法所形成的波束具有波束旁瓣低... 详细信息

该文根据目标在空间的稀疏性,提出了接收端的基于压缩感知理论的自适应数字波束形成算法。在阵元稀布的情况下,用压缩感知的压缩采样理论,恢复出缺失通道的回波信息,然后用恢复的信号做数字波束形成。该算法所形成的波束具有波束旁瓣低,指向误差小,干扰方向零陷深,而且没有栅瓣等优点,波束性能接近满阵时候的波束性能,而且使用该方法减少的阵元数远远大于其他稀布阵方法减少的阵元数。采用蒙特卡罗方法对该方法进行了性能评估,给出了不同信噪比、不同干噪比、不同快拍情况下的计算结果,仿真结果也验证了该算法的正确性。

关键词：压缩感知数字波束形成稀布阵多测量欠定系统正则化聚焦求解算法