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基于多模型协同的舰船目标检测

航空学报 2024年第14期45卷 73-83页

作者：肖欣林施伟超郑向涛高跃明卢孝强福州大学物理与信息工程学院福州350108

随着遥感成像技术的不断进步,遥感图像的舰船目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段,对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而,由于舰船目标尺度差异大、背景复杂等问题,现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据,无法... 详细信息

随着遥感成像技术的不断进步,遥感图像的舰船目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段,对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而,由于舰船目标尺度差异大、背景复杂等问题,现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据,无法适应尺度多变的舰船目标。提出了一种多模型协同训练的框架,利用多个已训练好的舰船检测模型作为辅助网络,通过知识迁移的方式辅助优化目标数据的主网络。首先,通过三元关系约束建立辅助网络与主网络间的分布知识传递;其次,采用软标签引导策略整合辅助网络中的标签知识,提高舰船检测的准确性。实验结果表明:相较于现有主流方法,所提方法在DOTA和xView数据集上展示了较好的性能,克服了单一模型的局限性,为遥感图像的目标检测提供了新的解决思路。

关键词：舰船识别目标检测多尺度表达多模型协同知识融合

HEVC自适应去方块滤波器的VLSI设计与实现

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 636-644页

作者：陈焯淼陈志峰陈建汪家华福州大学物理与信息工程学院福州350116

去方块滤波是高效视频编码(HEVC)的重要组成部分,能够有效地改善编码图像的主观质量,是提升视频整体编码性能的重要手段之一.针对HEVC硬件编码器中去方块滤波技术复杂度较高的问题,为了在节省资源消耗的同时减少处理周期,改善滤波效率,... 详细信息

去方块滤波是高效视频编码(HEVC)的重要组成部分,能够有效地改善编码图像的主观质量,是提升视频整体编码性能的重要手段之一.针对HEVC硬件编码器中去方块滤波技术复杂度较高的问题,为了在节省资源消耗的同时减少处理周期,改善滤波效率,提出HEVC自适应去方块滤波的硬件算法和VLSI架构.首先基于HEVC编码结构的边界规则,提出一种无需递归循环计算的快速边界判断算法,降低硬件实现的复杂度;然后基于上述边界判断结果,提出一种可自主选择滤波边界进行去方块滤波的4级流水结构,减少滤波处理周期;最后将亮度和色度并行滤波,设计一种高度并行且兼容共享的存储架构,改善滤波效率且节约存储资源消耗.实验结果表明,在TSMC90 nm工艺下,所设计的去方块滤波结构的硬件面积比已有结构减少60%左右,并且最高能达到250 MHz的工作频率,可满足8K@60帧/s的超高清视频的实时编码.

关键词：高效视频编码去方块滤波边界判断硬件设计

自浸润式纳米压印耦合实现量子点发光二极管性能提升

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发光学报 2024年第4期45卷 613-620页

作者：梁龙郑悦婷林立华胡海龙李福山福州大学物理与信息工程学院福建福州350106

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底... 详细信息

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底模式导致QLED器件大量光子被限制在内部无法利用。本文基于纳米压印工艺同时利用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料本身的表面结合能开发出溶剂自浸润式纳米压印工艺,对压力依赖度低的同时简化了工艺流程,制备出高质量周期性的1.3,1,0.5μm三种尺寸的微纳结构图案层,对红、绿、蓝三色QLED器件进行耦合实现光提取。在这种情况下,1.3μm微纳结构耦合绿光QLED器件亮度达到715069 cd·m^(-2),最大外量子效率(External quantum efficiency,EQE)和电流效率分别提升至12.5%和57.3 cd·A^(-1);1μm尺寸耦合的蓝光QLED器件各电学性能提升接近200%;0.5μm尺寸耦合红光QLED器件EQE也从17.3%提升至20.5%。并通过角分布测试,证明微纳结构不会对QLED器件发光强度造成影响,仍然接近朗伯体发射。本工作提出的溶剂自浸润式纳米压印工艺及QLED光提取方法,为QLED的性能提升提供了一条简单有效的途径。

关键词：量子点发光二极管纳米压印耦合光学性能光学仿真

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一种应用于物联网传感器的伪三阶Delta-Sigma调制器

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电子学报 2024年第6期52卷 2123-2130页

作者：魏聪黄黎杰胡炜魏榕山福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整... 详细信息

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整形能力.本文设计允许系统在更低的过采样率(Over Sampling Ratio,OSR)下获取更高的峰值SQNR(Signal-to-Quantizing Noise Ratio),有效缓解了系统精度和功耗之间的设计矛盾,并且减少了有源积分器的使用.针对传统有源加法器高功耗和无源加法器存在衰减不确定性的问题,本文提出了一种新型前馈求和量化电路,它具有对衰减不敏感的优势并且降低了第二级有源积分器的驱动压力,这进一步降低了系统的功耗.本文提出的delta-sigma调制器采用180 nm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺制造并测试.在电源电压1.4 V下,芯片测试功耗为47.2μW.在带宽为8 kHz的测试条件下,调制器的DR(Dynamic Range)、峰值SNDR(Signal-to-Noise and Distortion Ratio)和SFDR(Spurious-Free Dynamic Range)分别为97.2 dB,96.6 dB和114.4 dB.因此,Schreier和Walden的SNDR FoM(Figure of Merit)优值达到了178.9 dB和0.053 pJ/step.本文提出的伪三阶delta-sigma调制器在功耗和分辨率之间实现了较好的权衡,为物联网领域的低功耗高分辨率调制器设计提供了较好的解决方案.

关键词：物联网 delta-sigma调制器低功耗高分辨率

多域字符距离感知的场景文本图像超分辨率重建

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电子学报 2024年第7期52卷 2262-2270页

作者：黄俊炀陈宏辉王嘉宝陈平平林志坚福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

场景文本图像超分辨率(Scene Text Image Super-Resolution, STISR)旨在提高文本在低分辨率图像中的分辨率和可读性.但是在空间变形或低分辨率的文本图像中,由于缺乏文本区域细节,语义线索和视觉特征信息难以与字符位置匹配对齐,文本识... 详细信息

场景文本图像超分辨率(Scene Text Image Super-Resolution, STISR)旨在提高文本在低分辨率图像中的分辨率和可读性.但是在空间变形或低分辨率的文本图像中,由于缺乏文本区域细节,语义线索和视觉特征信息难以与字符位置匹配对齐,文本识别效果不佳.针对该问题,本文提出多域字符距离感知的场景文本图像超高分辨率重建方法(Perceiving Multi-Domain Character distance super-resolution, PMDC),强化视觉语义特征,提高文本区域和纹理信息.首先,采用非对称卷积以及语义先验信息模块,提取文本图像的视觉和语义特征信息;其次,融合字符距离感知模块中的视觉和语义特征,得到增强位置编码感知字符间的间距变化和语义相似性;最后,结合引导线索和视觉特征对像素进行重组得到超分辨率文本图像.在公开数据集TextZoom上的实验结果,与最近TATT文本超分网络性能相比,在峰值信噪比指标上提高0.11 dB,有效提高文本清晰度和边缘纹理细节,同时提升1.5%的平均识别准确率,改进文本图像的可读性.

关键词：计算机视觉场景文本图像超分辨率注意力机制特征信息关联

基于多功能苯乙基溴化铵修饰层的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管

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发光学报 2024年第8期45卷 1343-1353页

作者：陈逸群林立华胡海龙李福山福州大学物理与信息工程学院福建福州350106

钙钛矿量子点(PQD)的喷墨打印技术在全彩显示应用中具有巨大潜力,但一些关键问题仍然影响其发光效率,例如不平衡的载流子注入、低质量的钙钛矿薄膜以及PQD自身的非辐射复合通道等。为解决这些问题,我们引入了界面修饰层苯乙基溴化铵(PEA... 详细信息

钙钛矿量子点(PQD)的喷墨打印技术在全彩显示应用中具有巨大潜力,但一些关键问题仍然影响其发光效率,例如不平衡的载流子注入、低质量的钙钛矿薄膜以及PQD自身的非辐射复合通道等。为解决这些问题,我们引入了界面修饰层苯乙基溴化铵(PEABr)以平衡器件的载流子传输。PEABr与钙钛矿二元溶剂(甲苯、萘)具有相似的结构,可改善PQD的印刷特性和成膜能力,并有效钝化PQD膜的Br-空位和界面缺陷。基于这一策略,成功实现了在414 cd/m^(2)亮度下,最大外量子效率(EQE)达到8.82%、电流效率(CE)达到29.15 cd/A的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管(PeLED),为喷墨打印技术在未来显示领域中的应用提供了有益的思路。

关键词：钙钛矿量子点喷墨打印电致发光器件界面修饰

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考虑粒子分散性的磁热疗温度分布评估及优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 65-71页

作者：汤云东陈鸣金涛福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

针对磁纳米粒子(magnetic nanoparticles,MNPs)建模过于理想化的问题,在肿瘤模型内构建了多种单分散和多分散的MNPs.在此基础上,以MNPs的功耗为输入通过求解生物传热方程来预测模型治疗温度,继而研究了不同分散性MNPs对磁热疗治疗效果... 详细信息

针对磁纳米粒子(magnetic nanoparticles,MNPs)建模过于理想化的问题,在肿瘤模型内构建了多种单分散和多分散的MNPs.在此基础上,以MNPs的功耗为输入通过求解生物传热方程来预测模型治疗温度,继而研究了不同分散性MNPs对磁热疗治疗效果的影响差异.此外,考虑一种接近真实的多分散性MNPs模型中构建了基于模糊自适应比例积分微分磁热疗控制系统,该系统能通过温度反馈实时控制磁热疗治疗温度处于临界值46℃,解决了因MNPs分布不均匀性和多分散性导致目标区域局部温度难以稳定在最佳治疗温度46℃的问题.仿真结果表明:在相同的治疗条件下,MNPs粒径集中程度和肿瘤区粒子分布均匀性的提高均可有效地改善治疗效果,而所设计的控制系统能够以较快的速度使最高温度稳定在最优值46℃,显著提高治疗效果.

关键词：磁纳米粒子磁热疗温度场粒径分布 PID控制

电子信息类专业学位研究生产教融合培养模式的探索与实践——以福州大学物理与信息工程学院为例

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大学教育 2024年第18期 125-129页

作者：杨晓丹柯颖莹李福山福州大学福建福州350108

研究生教育是自主培养拔尖创新人才的主渠道,我国研究生教育已形成学术学位和专业学位分类发展的基本格局。专业学位的发展重在破除与学术学位研究生培养同质化,应全面推进卓越工程师培养改革,重点突出工程实践性教学,强化产教融合协同... 详细信息

研究生教育是自主培养拔尖创新人才的主渠道,我国研究生教育已形成学术学位和专业学位分类发展的基本格局。专业学位的发展重在破除与学术学位研究生培养同质化,应全面推进卓越工程师培养改革,重点突出工程实践性教学,强化产教融合协同育人,深入建设产教融合联合培养基地,将人才培养和产业需求紧密对接。文章以福州大学物理与信息工程学院电子信息类专业学位研究生培养为例,积极探索构建产教融合联合培养基地,通过校企联合培养专班的形式,创新应用型人才自主培养新模式,以充分发挥各方优势,推动构建区别于学术学位研究生培养的产教协同育人的专业学位研究生培养新范式。

关键词：电子信息产教融合协同育人专业学位研究生培养

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基于跨粒度特征渐进融合的细粒度锁芯孔识别

激光与光电子学进展 2024年第18期61卷 165-176页

作者：朱坤华孙磊廖一鹏严欣程飞飞福州大学物理与信息工程学院福州大学至诚学院

针对细粒度图像类间差异小、鉴别性特征难以捕捉、识别精度低等问题，提出一种基于跨粒度特征渐进融合的细粒度图像识别方法。首先，使用随机区域混淆模块（RRCM）生成不同粒度级别的图像，用于训练骨干网络ConvNeXt的不同阶段；其次，... 详细信息

针对细粒度图像类间差异小、鉴别性特征难以捕捉、识别精度低等问题，提出一种基于跨粒度特征渐进融合的细粒度图像识别方法。首先，使用随机区域混淆模块（RRCM）生成不同粒度级别的图像，用于训练骨干网络ConvNeXt的不同阶段；其次，使用随机样本交换模块（RRSM）增强不同粒度图像在模型中层的表征；然后，使用渐进式多粒度训练策略、互信道损失函数进行模型训练，协同融合跨粒度信息；最后，拼接融合多粒度特征并组合分类器，获得最终识别结果。实验结果表明，所提方法在CUB-200-2011、Stanford Cars和FGVC-Aircraft等3个公开数据集上的识别精度分别为92.8%、95.5%和94.0%，优于当前主流的细粒度图像识别方法。在自行构建的Lock-Hole锁芯孔数据集上的识别精度达到97.3%，单张图像平均识别时间为0.016 s，能够实现锁芯孔图像的精准识别，满足应急开锁场景下的快速锁芯孔识别要求。

关键词：细粒度图像渐进多粒度训练跨粒度信息融合 ConvNeXt 锁芯孔识别