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基于改进Canny算子的齿轮边缘缺陷检测方法

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工具技术 2024年第9期58卷 145-151页

作者：高昕甄国涌储成群王子硕中北大学仪器与电子学院

针对Canny算子在齿轮边缘缺陷检测中存在识别相似度低、因图像噪声影响导致微弱边缘难以提取、边缘连续性与鲁棒适应性差的问题,提出了一种改进Canny算子的齿轮边缘缺陷检测技术。改进滤波器,使用梯度双边滤波进行图片预处理,平滑图像... 详细信息

针对Canny算子在齿轮边缘缺陷检测中存在识别相似度低、因图像噪声影响导致微弱边缘难以提取、边缘连续性与鲁棒适应性差的问题,提出了一种改进Canny算子的齿轮边缘缺陷检测技术。改进滤波器,使用梯度双边滤波进行图片预处理,平滑图像并减少图像噪声;改进了卷积核,在45°和135°梯度方向上对像素点进行非极大值抑制,增加了微弱边缘被保留的概率;采用最大类间方差法(Otsu算法)计算图像的高阈值,通过双阈值的办法自适应寻找图像强弱边缘;将Prewitt算子和Canny算法以及改进算法进行对比实验验证。结果表明,改进算法可以提取更完整的齿轮边缘,处理后图片的峰值信噪比(PSNR)相比Canny算法提升了16%,检测效果提升了30%,重叠系数高达81.9%,提升了25.1%,为齿轮边缘缺陷检测提供了一定的参考价值。

关键词：梯度双边滤波齿轮边缘缺陷检测最大类间方差法峰值信噪比

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基于光场拼接的消色差超透镜设计

半导体光电 2024年

作者：黄永伟郑少南赵兴岩邱阳董渊钟其泽胡挺上海大学微电子学院

红外成像技术被广泛应用于医学诊断、光谱学、分子传感等领域,近年来,超透镜技术为红外成像提供了一个小型化和集成化的平台。由于超透镜固有色散的存在,极大地阻碍了其在红外成像中的应用。而目前设计消色差超透镜的主流方法是先对超... 详细信息

红外成像技术被广泛应用于医学诊断、光谱学、分子传感等领域,近年来,超透镜技术为红外成像提供了一个小型化和集成化的平台。由于超透镜固有色散的存在,极大地阻碍了其在红外成像中的应用。而目前设计消色差超透镜的主流方法是先对超透镜进行仿真,然后分析相关性能参数,这种传统方法需要大量的时间。为了解决这一问题,利用光场拼接的技术,结合粒子群算法,设计了一个直径为100μm,工作波段为3.7～4.8μm的全硅介质消色差超透镜,其计算的有效焦距为219.01μm,离焦系数为1.87%,最高聚焦效率为49.3%。并用Lumerical FDTD软件对所设计的超透镜进行了仿真验证,将仿真结果和拼接结果在焦距、离焦系数、计算时间、半高全宽、聚焦效率和调制传递函数进行了系统地对比,验证了光场拼接技术的可行性和正确性。这种方法可以扩展到其他波段,并为设计更大尺寸的超透镜提供了一个新的思路。

关键词：红外成像消色差场拼接离焦系数聚焦效率

基于被动式RFID传感的指纹辅助金属表面裂纹多特征监测技术研究

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传感技术学报 2024年第8期37卷 1307-1315页

作者：丁振哲马永涛天津大学微电子学院天津300072

针对金属表面裂纹的多特征监测问题,提出了一种基于射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术的裂纹多特征监测方法。首先,设计了一种RFID标签阵列,通过裂纹影响标签反射信号的相位特征来感知裂纹特征。然后,设计了一种基于... 详细信息

针对金属表面裂纹的多特征监测问题,提出了一种基于射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术的裂纹多特征监测方法。首先,设计了一种RFID标签阵列,通过裂纹影响标签反射信号的相位特征来感知裂纹特征。然后,设计了一种基于几何法的裂纹粗定位算法,利用粗定位结果结合指纹法进行细粒度定位,计算得到裂纹的方向、位置和宽度。最后,通过在不同标签阵列密度以及指纹密度的情况下进行仿真,并进行真实实验来验证该算法的有效性和准确性。仿真及实验结果表明,与传统RFID指纹法相比,所提方法能有效降低裂纹多特征监测误差。

关键词：结构健康监测标签阵列金属表面裂纹监测射频识别

基于多序列WOA-VMD算法的超宽带雷达心率检测

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传感技术学报 2024年第7期37卷 1144-1153页

作者：弭晴马永涛黄祉同天津大学微电子学院天津300072

针对呼吸信号强干扰下心跳信号能量微弱难于准确提取的问题,提出了一种基于多序列WOA-VMD算法的超宽带雷达心率检测方法。首先,根据接收信号方差来确定目标范围,构建多序列生命体征向量,缩短观测时间。然后,融合鲸鱼算法(Whale Optimiza... 详细信息

针对呼吸信号强干扰下心跳信号能量微弱难于准确提取的问题,提出了一种基于多序列WOA-VMD算法的超宽带雷达心率检测方法。首先,根据接收信号方差来确定目标范围,构建多序列生命体征向量,缩短观测时间。然后,融合鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)和变分模态分解算法(Variational Mode Decomposition,VMD)来优化参数,准确分离出心跳信号。最后,利用超宽带雷达收集了8名志愿者在不同距离处的回波雷达信号,进行实验。与传统算法相比,所提算法能够抑制呼吸干扰,平均误差比最低仅为1.36%,测量精度较高。

关键词：超宽带雷达参数优化变分模态分解心率检测

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开源软件供应链研究综述

软件学报 2024年第2期35卷 581-603页

作者：高恺何昊谢冰周明辉北京大学软件与微电子学院北京100871 北京大学计算机学院北京100871

开源软件已经成为现代社会的一项关键基础设施,支撑着几乎所有领域的软件开发.通过安装依赖、API调用、项目fork、文件拷贝和代码克隆等形式的代码复用,开源软件之间形成了错综复杂的供应(依赖)关系网络,被称为开源软件供应链.一方面,... 详细信息

开源软件已经成为现代社会的一项关键基础设施,支撑着几乎所有领域的软件开发.通过安装依赖、API调用、项目fork、文件拷贝和代码克隆等形式的代码复用,开源软件之间形成了错综复杂的供应(依赖)关系网络,被称为开源软件供应链.一方面,开源软件供应链为软件开发提供了便利,已然成为软件行业的基石.另一方面,上游软件的风险可以沿着开源软件供应链波及众多的下游软件,使开源软件供应链呈现牵一发而动全身的特点.开源软件供应链近年来逐渐成为学术界和工业界的关注焦点.为了帮助增进研究人员对开源软件供应链的认识,从整体性的角度,对开源软件供应链给出定义和研究框架;然后,对国内外的研究工作进行系统文献调研,总结结构与演化、风险传播与管理、依赖管理3个方面的研究现状;最后,展望开源软件供应链的研究挑战和未来研究方向.

关键词：开源软件供应链结构与演化风险传播与管理依赖管理

一种16位110 dB无杂散动态范围的低功耗SAR ADC

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电子科技大学学报 2024年第2期53卷 185-193页

作者：邢向龙王倩康成彭姜灵李清俞军复旦大学微电子学院上海200433 上海复旦微电子集团股份有限公司上海200438

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注... 详细信息

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注入技术提升ADC的线性度。比较器采用两级积分型预放大器减小噪声,利用输出失调存储技术及优化的电路设计减小了比较器失调电压和失调校准引入的噪声,优化并提升了比较器速度。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计和流片,ADC核心面积为1.15 mm^(2)。测试结果表明,在1 kHz正弦信号输入下,ADC差分输入峰峰值幅度达8.8 V,信纳比为85.9 dB,无杂散动态范围为110 dB,微分非线性为-0.27/+0.32 LSB,积分非线性为-0.58/+0.53 LSB,功耗为4.31 mW。

关键词：模数转换器数模转换器低噪声比较器失调校准采样保持逐次逼近寄存器

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基于生成对抗网络的图像超分辨重建算法研究

河南大学学报(自然科学版) 2024年第4期 436-442+485页

作者：李永军陈锦智敏李孟军李耀张心茹河南大学物理与电子学院

本文在ESRGAN网络的基础之上通过在生成网络编码器引入深度多尺度卷积模块(Deep Multiscale Convolution, DMCONV),在生成网络解码器融入通道注意力模块(Innovation Channel Attention, ICA)和胶囊网络(Capsule Network, CapsNet)多维神经元，构建了一种基于多尺度卷积、注意力机制和向量神经元的生成对抗网络图像超分辨网络AC-ESRGAN,并在BSD100、Manga109、Set14等多个数据集上进行了训练、测试和消融等实验.实验表明，该网络可以更好地提取图像更深层特征，实现网络局部跨通道交互，增强对图像的表达能力和理解能力.

关键词：图像超分辨生成对抗网络深度学习多尺度卷积注意力机制

等离子体增强原子层沉积AlN外延单晶GaN研究

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无机材料学报 2024年第5期39卷 547-553页

作者：卢灏许晟瑞黄永陈兴徐爽刘旭王心颢高源张雅超段小玲张进成郝跃西安电子科技大学微电子学院西安710071 西安电子科技大学芜湖研究院先进微电子器件研究中心芜湖241000

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜... 详细信息

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜。直到采用两步生长法,即先在衬底上低温生长氮化铝(AlN)成核层,再高温生长GaN,才极大地提高了GaN材料的质量。目前用于制备AlN成核层的方法有磁控溅射以及分子束外延等,为了进一步提高GaN晶体质量,本研究提出在两英寸c面蓝宝石衬底上使用等离子体增强原子层沉积(Plasma-enhanced Atomic Layer Deposition,PEALD)方法制备AlN成核层来外延GaN。相比于磁控溅射方法,PEALD方法制备AlN的晶体质量更好;相比于分子束外延方法,PEALD方法的工艺简单、成本低且产量大。沉积AlN的表征结果表明,AlN沉积速率为0.1 nm/cycle,并且AlN薄膜具有随其厚度变化而变化的岛状形貌。外延GaN表征结果表明,当沉积厚度为20.8 nm的AlN时,GaN外延层的表面最平整,均方根粗糙度为0.272 nm,同时具有最好的光学特性以及最低的位错密度。本研究提出了在PEALD制备的AlN上外延单晶GaN的新方法,沉积20.8 nm的AlN有利于外延高质量的GaN薄膜,可以用于制备高电子迁移率晶体管及发光二极管。

关键词： GaN AlN 等离子体增强原子层沉积成核层外延

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基于YOLOv8的无人机图像目标检测算法

计算机工程 2024年第4期50卷 113-120页

作者：赵继达甄国涌储成群中北大学仪器与电子学院山西太原030051

在无人机(UAV)目标检测任务中,存在因检测目标尺度小、检测图像背景复杂等原因导致的漏检、误检问题。针对上述问题,提出改进YOLOv8s的无人机图像目标检测算法。首先,针对无人机拍摄目标普遍为小目标的应用场景,减少算法骨干网络(Backbo... 详细信息

在无人机(UAV)目标检测任务中,存在因检测目标尺度小、检测图像背景复杂等原因导致的漏检、误检问题。针对上述问题,提出改进YOLOv8s的无人机图像目标检测算法。首先,针对无人机拍摄目标普遍为小目标的应用场景,减少算法骨干网络(Backbone)层数,增大待检测特征图尺寸,使得网络模型更专注于微小目标;其次,针对数据集普遍存在一定数量低质量示例影响训练效果的问题,引入Wise-Io U损失函数,增强数据集训练效果;再次,通过引入上下文增强模块,获得小目标在不同感受野下的特征信息,改善算法在复杂环境下对小目标的定位和分类效果;最后,设计空间-通道滤波模块,增强卷积过程中目标的特征信息,滤除无用的干扰信息,改善卷积过程中部分微小目标特征信息被淹没、丢失的现象。在Vis Drone2019数据集上的实验结果表明,该算法的平均检测精度(m AP@0.5)达到45.4%,相较于原始YOLOv8s算法提高7.3个百分点,参数量减少26.13%。在相同实验条件下,相比其他常见小目标检测算法,检测精度和检测速度也有一定提升。

关键词：目标检测无人机小目标滤波改进YOLOv8算法注意力机制