最新刊期
      2024 年 第 32 卷 9 期

        现代应用光学

      • “最新研究显示，科研团队在大视场光学成像系统方面取得重要突破。他们设计了离轴反射光学系统，实现了纳米级加工精度，并通过计算全息元件实现了高精度形位检测。集成后的系统视场角达30°×5°，光学性能接近衍射极限，像元精度和元件面形精度均达到领先水平。这一成果为大视场高分辨率成像提供了稳定可靠的技术支持。”
        ”
        熊玉朋,陈适宇,黄铖,路文文,彭小强,陈善勇,赖涛,欧洋
        2024, 32(9): 1261-1272. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1261
        摘要：面向机载探测系统大视场光学成像的需求，开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先，采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计；其次，进行铝合金自由曲面反射镜纳米精度加工和高频抑制工艺探索，并实现了基于计算全息元件的自由曲面形位高精度检测；最后，进行了光学系统的装调集成与成像实验。结果表明，系统的视场角为30°×5°，全视场光学传递函数值大于0.7，接近衍射极限，最大像元均方根半径为2.075 μm，自由曲面光学元件的面形精度均方根（Root Mean Square， RMS）值优于20 nm，位置精度优于1 μm，装配集成后能够满足大视场高分辨的场景使用要求，同时具备稳定可靠和快响制造等特点。  
        关键词：光学超精密加工;自由曲面;计算全息补偿检测;成像系统   
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        发布时间：2024-05-18
      • “在头戴式显示装置小型化领域，专家提出基于非对称光纤悬臂梁的李萨如轨迹扫描近眼显示系统。该系统实现了高分辨率、高帧速率的显示性能，并验证了其应用潜力。通过搭建光纤扫描式近眼显示系统，实验结果显示，该系统具备出色的图像重建能力，为头戴式显示装置的未来发展提供了有力支持。”
        ”
        吴彤,杨翔宇,邹谨聪,刘友文,王玲,王吉明,路元刚,赫崇君
        2024, 32(9): 1273-1282. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1273
        摘要：为了进一步小型化头戴式显示装置（Head-worn Display， HWD），提出一种基于非对称光纤悬臂梁（Asymmetrical Fiber Cantilever， AFC）的李萨如轨迹扫描近眼显示系统，以及李萨如轨迹上的像素划分准则。研究了该系统的扫描轨迹、图像重建能力、显示分辨率和显示帧速率的影响因素。根据高分辨率、高帧速率指标设计了正交谐振频率组成，确定了非对称光纤悬臂梁的结构参数。研制的显示单元实物直径为2 mm，长度为19 mm。谐振频率下的分辨率为160×120 pixel，帧速率为10 Hz，图像重建误差率为0.002%，最高分辨率能够达到290×220 pixel，最高帧速率为95 Hz。基于显示单元实物搭建了光纤扫描式近眼显示系统，使用相机模拟人眼观察记录了该显示系统的实验结果，验证了基于非对称光纤悬臂梁的HWD显示性能及其未来应用潜力。  
        关键词：近眼显示;头戴式显示装置;李萨如轨迹;非对称光纤悬臂梁;像素划分   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技记者报道，光纤微腔盐度传感器领域取得新突破。研究人员设计了一种开放式盐水腔，利用氧化锆的热膨胀系数补偿温度对盐度测量的影响。同时，并联双腔结构实现盐度灵敏度放大，提高了传感器的性能。实验表明，该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点，理论上可实现温度的完全补偿，为盐度检测领域的发展开辟了新方向。”
        ”
        李依潼,杨玉强,牟小光,王骥,高佳乐
        2024, 32(9): 1283-1292. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1283
        摘要：针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题，设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔，利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数，补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度，将开放盐水腔和封闭空气腔并联，通过精确控制两腔的自由光谱范围，使干涉谱产生游标效应，利用游标现象实现盐度灵敏度放大。实验结果表明：盐水腔的温度灵敏度仅为0.025 nm/℃，远低于盐水热光系数导致的温度灵敏度（-0.35 nm/℃）；在0~3%的盐度内，并联双腔的盐度灵敏度达到了0.180 8 nm/%，比单个盐水腔的盐度灵敏度提高了10.5倍。该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点，理论上可实现温度的完全补偿。  
        关键词：法布里-珀罗干涉仪;光纤传感器;盐度;温度补偿   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技新闻播报：极紫外多层膜反射镜在多个科学技术领域如光刻、天体物理等领域发挥关键作用。专家深入研究了40~90nm波段多层膜，探索了Mg基、Sc基等材料的最佳反射率和带宽，验证了多层膜的时间稳定性，为多层膜制备提供了技术指导，为相关科学研究与应用提供了有力支撑。”
        ”
        来搏,蒋励,齐润泽,王占山
        2024, 32(9): 1293-1306. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1293
        摘要：极紫外多层膜反射镜在许多科学与技术领域，如极紫外光刻、天体物理学、等离子体诊断、阿秒物理和自由电子激光等方面有重要应用。多层膜使极紫外波段反射镜在正入射条件下具有高反射率和窄带宽成为可能。多层膜反射镜是极紫外成像和光谱应用的重要器件，多层膜构成的极紫外成像系统已成功完成多个太阳单一谱线的成像观测。本文综述了40~90 nm波段最有前景的多层膜的研究进展。首先简要介绍了多层膜的基本原理，叙述了40~90 nm波段材料光学常数的测量，总结了Mg基、Sc基和镧系材料以及其他材料组成多层膜的进展，给出了目前达到的最佳反射率和带宽，阐明了多层膜的时间稳定性，从而为40~90 nm波段多层膜制备提供了技术指导。  
        关键词：光学薄膜;极紫外;多层膜;窄带;高反射   
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        发布时间：2024-05-18
      • “最新科技研究揭示了射流火焰局部熄火分布特性的奥秘。研究人员利用高频平面激光诱导荧光技术，成功建立了5kHz的测量系统，深入探索了高速射流火焰的动态发展过程。通过图像处理，提取了局部断裂结构的长度和位置等关键特征，揭示了局部熄火的时空分布规律。研究发现，随着射流马赫数的增加，局部熄火频率显著上升。这一研究不仅拓展了高频平面激光诱导荧光技术的应用范围，也为燃烧场不稳定性的研究提供了新的视角和工具。”
        ”
        高龙,彭江波,于欣,杨超博,曹振,袁勋,刘文备
        2024, 32(9): 1307-1319. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1307
        摘要：基于高频光学测量手段研究射流火焰局部熄火的分布特性，对于分析燃烧场不稳定性机理有重要意义。建立5 kHz的平面激光诱导荧光测量系统，对高速射流火焰开展实验研究，并获得火焰结构的动态发展过程；将双边滤波、竖直滑窗局部自适应阈值等图像处理方法引入平面激光诱导荧光图像的预处理，在局部断裂结构数量特征的基础上，提取局部断裂结构长度和空间位置等特征；基于上述特征深入解析局部熄火的时空分布特性，进一步完善高频平面激光诱导荧光诊断与分析方法。研究表明：双边滤波算法处理后，图像峰值信噪比为34.3 dB，结构相似度为0.93，噪声水平显著降低，获得了较好的去噪效果；使用竖直滑窗局部自适应方法进行图像分割的F1分数达到93.30%；断裂结构累计数量随时间线性增加，当射流马赫数由0.5增至1.6时，单侧图像断裂结构的每秒累计数量从790.7增至9 217.2，并且局部熄火频率与射流马赫数呈指数关系；断裂结构主要分布区域为火焰臂及上侧中央燃料区。本研究进一步拓展了高频平面激光诱导荧光技术的应用能力，证明了高频平面激光诱导荧光技术用于局部熄火时空分布特性研究的可行性。  
        关键词：激光诱导荧光;光谱诊断;高速射流火焰;OH基;局部熄火;图像特征   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技媒体讯，研究人员提出了激光共焦干涉面形快速高精度自动测量方法。该方法通过共焦精密定焦和五维自动调整架技术，实现了被测件的高精度定位。同时，利用Zernike拟合技术减小误差，实现零条纹调整。实验表明，该方法测量精度高、速度快，为干涉面形的快速高精度测量提供了有效手段，将有力推动相关领域的技术发展。”
        ”
        赵家豪,杨帅,杨铮,崔健,邱丽荣,赵维谦
        2024, 32(9): 1320-1329. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1320
        摘要：针对传统球面面形干涉测量中手动调整被测件姿态精度低、速度慢的问题，提出了激光共焦干涉面形快速高精度自动测量方法。该方法通过共焦精密定焦技术实现了对被测件共焦位置的高精度轴向定位；通过五维自动调整架对被测件进行姿态调整，实现了被测件的高精度横向定位；通过Zernike拟合对被测件进行精调以减小离焦误差和倾斜误差，实现了对干涉面形的零条纹调整。最终实现了激光共焦干涉面形自动测量。构建了激光共焦干涉面形测量系统，实验表明：该方法的面形测量结果与Zygo干涉仪的测量结果相差0.000 6λ，重复测量精度可达0.001 9λ，平均单次干涉面形测量时间为16.5 s，与手动调整至零条纹相比测量效率提高了1.56倍。该方法为干涉面形的快速高精度测量提供了一种有效的手段。  
        关键词：激光共焦测量;移相干涉;共焦法;姿态调整;Zernike拟合;自动测量   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技新闻播报：科研团队成功研发了一款小型化二氧化碳监测仪器，利用中红外波段的带间级联激光器与TDLAS技术，实现高灵敏测量。该仪器结构简单、体积小、功耗低，可连续监测大气中二氧化碳浓度，并在与商用仪器的对比中表现出色，为温室效应研究和空基无人机平台监测提供了有力支持。”
        ”
        刘婧怡,潘越,姚路,于丽婷,李惠,阚瑞峰
        2024, 32(9): 1330-1337. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1330
        摘要：二氧化碳（Carbon Dioxide，CO2）是一种关键的温室气体，对地球气候和生态系统调节有重要作用，准确检测痕量CO2浓度对评价温室效应意义重大。一般情况下，气体分子在中红外光谱范围存在强吸收，可以实现高灵敏探测，因此，以4.219 μm中红外波段的带间级联激光器为光源结合可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS）设计了小型化CO2监测仪器。在不同标气浓度下对仪器进行了标定，并通过分析Allan方差，得出积分时间在8.7 s时对应的最低检测限为16.6×10-9，满足温室效应研究对 CO2 气体的高灵敏测量需求。采用仪器对大气 CO2 连续监测8天，并与商用仪器LGR进行对比，充分验证了小型化CO2监测仪器的可靠性，以及中红外光源与TDLAS技术相结合的气体浓度检测方法在大气CO2准确测量方面的可行性。该系统具有结构简单、体积小、功耗低和质量轻的特点，为建设空基无人机平台的CO2监测能力提供了技术支持。  
        关键词：激光吸收光谱技术;二氧化碳;中红外可调谐二极管激光;直接吸收;小型化   
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        发布时间：2024-05-18
      • “最新研究显示，在三维形貌测量领域，科学家们提出一种基于镜面/漫反射面标定板的系统参数标定方法。该方法通过设计特殊构型的标定板，结合外参约束和算法，实现了复合表面物体的全场测量。实验结果表明，相比非全场测量，该方法测量范围扩大了1.5~2倍，既保证了精度又扩大了测量范围，对复合表面物体的三维形貌测量具有实际应用价值。”
        ”
        杨小娜,倪育博,孟召宗,高楠,杨泽清,张国锋,尹伟,赵洪伟,张宗华
        2024, 32(9): 1338-1346. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1338
        摘要：为获取同一像素点镜面反射和漫反射两种反射特性的相位信息和标定数据，实现兼具镜面和漫反射面的复合表面物体三维形貌的全场测量，进而扩大测量范围，提出一种基于镜面/漫反射面标定板的系统参数标定方法。设计并制作镜面/漫反射面标定板，该标定板呈棋盘格样式，其表面带有相邻距离已知的标识。基于镜面/漫反射面标定板的特殊构型，通过限位平移的方式，结合外参约束和样条插值算法以融合获取完整参考相位。在同一坐标系下，逐像素标定空间距离、系统参数、像素位置和横向坐标XY间的映射关系。最后，利用完整参考相位和逐像素标定数据重建复合表面物体的三维形貌。实验结果表明：与非全场测量相比，基于镜面和漫反射面标定板的参数标定方法的测量范围扩大了1.5~2倍。该方法在不牺牲精度的同时，实现了非连续复合表面物体三维形貌的全场测量，扩大了测量范围，对复合表面物体的三维形貌测量有实际应用价值。  
        关键词：系统标定;镜面和漫反射面标定板;复合表面;全场测量   
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        发布时间：2024-05-18

        微纳技术与精密机械

      • “在巨量转移平台技术领域，科研人员针对无铁芯直线电机推力小、边缘效应明显的问题，成功提出一种高推力聚磁式直线电机。该电机采用“V”字型结构抑制漏磁，双层Halbach结构提高气隙磁密，优化后推力显著提升，波动率大幅降低。实验结果表明，该电机可显著提高巨量转移平台的转移效率，为相关行业的发展带来重要推动。”
        ”
        刘强,马宁,王伟,韩邦成,牛萍娟
        2024, 32(9): 1347-1359. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1347
        摘要：针对针刺式巨量转移平台用无铁芯直线电机推力小，边缘效应明显导致转移速度慢的问题，提出一种高推力聚磁式直线电机，利用外层V字形结构抑制漏磁效应，通过双层Halbach结构提高气隙磁密，并采用有限元法对3种方案气隙磁密和漏磁磁通进行比较分析。V形双层Halbach方案的气隙磁密和漏磁磁通分别为0.6 T和0.05 T，与单层梯形方案相比气隙磁密提高了17.6%，与双层Halbach方案相比漏磁磁通降低了71.4%。利用等效磁化电流法对电机磁场进行区域分割，采用分割补偿法建立矩形边界条件，建立了直线电机磁路数学模型，得到了影响电机推力线性度的关键结构参数，并基于有限元法对形状及结构参数进行优化。结果表明，优化后气隙的最大磁密和最小磁密分别0.67 T和0.47 T，x向和y向磁密变化率分别为25%和29.8%，推力仿真计算结果为278 N，推力波动率为2.1%，空载加速度为10 m/s2，理论芯片转移速度可达50颗/秒。根据优化结果研制了一台直线电机用于巨量转移平台，测试结果与优化结果一致，本研究对提高巨量转移平台转移效率具有重要意义。  
        关键词：直线电机;针刺式巨量转移;聚磁;有限元法;空间应用   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技新闻播报：为提高Micro-LED显示面板制造质量，专家利用COMSOL建立激光双温烧蚀模型，优化了Micro-LED不良芯片的激光去除机理和工艺参数。通过单脉冲激光推算烧蚀阈值，拟合激光参数与烧蚀深度关系，验证模型准确性。研究结果显示，飞秒激光烧蚀模型最大误差为9.28%，优化模式实现快速精准剥离和高质量整平修复，对规模化生产中不良芯片修复具有重要指导作用。”
        ”
        乔健,吴振铎,彭信翰,冉雨宣,杨景卫
        2024, 32(9): 1360-1370. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1360
        摘要：为提高面板级Micro-LED显示面板的制造质量，需要对不良Micro-LED芯片进行原位去除与修复，利用COMSOL建立激光双温烧蚀模型，开展了Micro-LED不良芯片激光去除机理和工艺参数的优化。通过单脉冲激光对Micro-LED芯片烧蚀所形成表面光斑的直径平方来推算Micro-LED的烧蚀阈值，拟合出激光参数与烧蚀深度的关系，并对双温烧蚀模型的准确性进行验证；分析了激光光斑重叠率、能量密度和不同扫描路径下对应芯片的烧蚀特征及去除机理，结合双温烧蚀模型完成了激光扫描路径及对应工艺参数的优化。结果表明，飞秒激光烧蚀模型对Micro-LED芯片激光烧蚀加工的最大分析误差为9.28%，优化的激光去除模式实现了1秒/颗的快速精准剥离和焊盘表面的高质量整平修复，对大幅面Micro-LED显示面板规模化生产中不良芯片的快速修复具有重要的指导作用。  
        关键词：飞秒激光;原位去除;微发光二极管显示器;不良芯片   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技界取得重要突破，研究团队利用热压印技术成功开发出微米尺度的复合微透镜阵列导光板。专家通过深入分析微透镜的深宽比与反射电场分布关系，探究其对健康照明的影响。实验结果显示，该技术显著提升照度均匀度，降低眩光，并有效抑制紫外光和蓝光。这一创新为照明行业带来革命性改变，为健康照明的发展开辟新道路。”
        ”
        胡满凤,李磊,谢晋
        2024, 32(9): 1371-1383. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1371
        摘要：在LED照明中，光线分布不均产生的眩光及光线中的紫外光、蓝光成分容易造成视觉疲劳和眼睛损伤，目前主要是以调节光源为主，纳米级光波段调节的表面结构加工成本较高。因此，利用热压印快速成型技术开发了一种微米尺度的复合微透镜阵列导光板，探究健康照明的复合微透镜尺度效应。首先分析微棱镜表面小微透镜的深宽比与反射电场分布的关系，然后研究导光板的微结构参数对漫反射率、镜面反射率和透射率的影响。最后，对比市面上丝网印刷微点、微棱镜阵列等结构导光板，研究复合微透镜微米尺度对照度、均匀度等微光学性能的影响。分析表明：当小微透镜深宽比在0.6~1内时，紫外光和蓝光的反射面有更小的反射电场变异系数，说明其漫反射大。实验结果表明：热压印技术可以在4 s内将微透镜高5~30 μm和微棱镜高10~80 μm的复合微透镜阵列导光板加工成型；照度均匀度随着小微透镜深宽比的增大而增大，照度分别比微棱镜和丝网印刷微点阵列提高45%和83%；与微棱镜相比，紫外光和蓝光的漫反射率分别提高8%和18%，镜面反射率下降80%~83%。控制复合微透镜的深宽比可以减少照明眩光，抑制紫外光和蓝光。  
        关键词：复合微透镜阵列;热压印微成型;微光学性能;健康照明   
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      • “科技媒体最新报道，玻璃微棱镜因其优异性能备受关注，但加工微棱镜阵列一直是挑战。科研团队提出了界面钻蚀主导的玻璃准各向异性湿法刻蚀新方法，成功制备了高质量的微棱镜阵列器件。该方法打破了传统湿法刻蚀各向同性的认知，为玻璃微棱镜阵列等器件提供了高效低成本的制备新途径，光亮度提升显著，有望引领微棱镜应用领域的新发展。”
        ”
        李菲尔,余佳珈,杜立群,吴梦希,刘军山
        2024, 32(9): 1384-1394. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1384
        摘要：玻璃微棱镜具有耐腐蚀、耐高温、寿命长等优点，但在玻璃上加工微棱镜阵列目前仍是一个难题。因此，提出了界面钻蚀主导的玻璃准各向异性湿法刻蚀方法，制备了高质量的微棱镜阵列器件。在元胞自动机中引入界面性质调控，模拟了界面钻蚀与各向同性侧蚀的竞争行为，探究了刻蚀横截面形貌的变化规律，构建了准各向异性湿法刻蚀模型。在此指导下，加工了横截面为梯形的微结构，设计并制备了间距、形状、尺寸均可调控的微棱镜阵列，重复性达到98%。验证了微棱镜阵列对LED灯扩散效果，光亮度提升了4.6倍。本文改变了传统玻璃湿法刻蚀各向同性的固有认识，创新性地开发了准各向异性刻蚀工艺，为玻璃微棱镜阵列等相关器件提供了高效低成本的制备方法。  
        关键词：微棱镜;湿法刻蚀;硼硅玻璃;界面钻蚀;准各向异性刻蚀   
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        发布时间：2024-05-18

        信息科学

      • “科技新闻播报：在高光谱图像分类领域，专家提出了一种创新方法AL-CGNet。该方法结合主动学习和聚类分组网络，有效应对网络参数量大和带类标样本少的挑战。AL-CGNet通过轻量化网络模型降低参数量，并利用无类标样本信息提升分类精度。实验证明，AL-CGNet在多个数据集上表现优异，显著提高HSI分类效率与精度，为相关领域研究提供有力支持。”
        ”
        刘敬,李银桥,刘逸
        2024, 32(9): 1395-1407. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1395
        摘要：基于卷积神经网络的高光谱图像（Hyperspectral Image，HSI）分类面临网络参数量大，带类标样本少的现状，针对这些问题，提出了基于主动学习和聚类分组网络的高光谱图像分类方法（AL-CGNet）。AL-CGNet采用主动学习和聚类联合卷积神经网络进行HSI的特征提取与分类，设计了基于分组卷积的轻量化网络模型以降低网络参数量。对线性判别分析（Linear Discriminant Analysis，LDA）降维后的高光谱图像采用小批量K均值聚类算法划分成不同的簇，并用簇中心的光谱特征代表不同的簇，以利用无类标样本的信息。在分组网络中将生成的特征图沿光谱维划分成一系列小组，每组通过多个残差块依次提取空间-光谱特征，这种分组策略可以充分利用波段的冗余性和差异性，降低网络参数，并实现轻量化。最后，采用主动学习选取信息量大的样本作为训练样本集，以解决带类标样本少的问题。实验结果表明，AL-CGNet在使用相同比例的6%训练样本的情况下，在Indian Pines，Botswana，Houston 3个数据集下的分类结果明显高于ClusterCNN，SSRN和HybridSN等方法，其OA分别为99.57%，99.23%，98.82%，甚至在训练样本更少5%的小样本情况下也是有效的。该方法不仅大大提高了HSI的分类效率，在获得高精度的同时还能高效率地提取特征。  
        关键词：高光谱图像分类;卷积神经网络;分组卷积;聚类;轻量化   
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        发布时间：2024-05-18
      • “科技新闻快报，针对近眼显示设备功耗问题，专家提出了一种人眼凝视点自适应的区域梯度调光算法。该算法通过改进人眼视觉模型和对比度增强算法，实现了在保持图像显示效果的同时降低功耗。实验结果显示，在硅基OLED微显示器上应用该算法，功耗降低了23.05%，满足了低功耗显示需求，为提升显示性能提供了指导。”
        ”
        季渊,马新德,孙严睿,陈宝良,张引
        2024, 32(9): 1408-1419. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1408
        摘要：针对近眼显示设备存在显示功耗较大的问题，通过研究人眼视觉的特性提出一种人眼凝视点自适应的区域梯度调光算法。首先进行中心凹-亮度掩蔽实验以获取人眼的恰可觉差（Just Noticeable Difference ，JND），并在此基础上改进了传统人眼凝视点的几何光路模型，得到更符合人眼自适应特性的几何光路模型，引入最大视角判别法有效提高了视角计算效率。随后，对图像进行预处理时采用改进的对比度增强算法，以在保持图像平均显示亮度基本不变的情况下增强显示效果。根据实验得到的JND阈值和凝视点信息，对图像实施了区域和全局功耗限制，从而在降低功耗的同时保持了视觉主观感受。在FPGA硬件平台上完成了算法的验证。实验结果表明，该算法在柯达标准测试集下使硅基有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode，OLED）微显示器的显示功耗降低23.05%，基本满足硅基OLED微显示器的低功耗显示的要求，可为其性能提升提供指导。  
        关键词：区域梯度调光;凝视点自适应;微显示器;显示功耗;恰可觉差   
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        发布时间：2024-05-18
      • “头颈部肿瘤是我国常见的恶性肿瘤，淋巴结转移是影响其预后的关键因素。科技媒体近日报道，针对核磁共振技术成像存在的病灶信息丢失、对比度低和边界模糊问题，专家团队提出了一种面向头颈部肿瘤转移性淋巴结分割网络，协助医生进行诊断。该网络通过跨层跨视野注意力模块、多尺度特征融合模块和增强注意力预测头模块，实现对淋巴结转移病灶区域的精确检测分割，对辅助淋巴结诊断具有积极意义。实验结果显示，该网络在淋巴结转移病灶分割方面取得了显著成效。”
        ”
        周涛,石道宗,薛佳文,彭彩月,党培,周忠伟
        2024, 32(9): 1420-1431. DOI: 10.37188/OPE.20243209.1420
        摘要：头颈部肿瘤是我国常见的恶性肿瘤，其预后主要受颈部淋巴结转移的影响，医学上通过核磁共振成像技术对转移性淋巴结成像后再进行诊断，然而，核磁共振技术成像存在病灶形态信息丢失，病灶区域对比度低和病灶边界模糊的问题。针对这些问题，提出面向头颈部肿瘤转移性淋巴结分割网络协助医生进行诊断。首先，设计跨层跨视野注意力模块，其接收深浅层的特征信息后利用自注意力机制分别突显深浅层的转移淋巴形状，通过不同感受野的深层特征图学习到更好的语义上下文特征，将浅层特征图与深层特征图逐像素融合，增强转移淋巴病灶区域的形态信息。其次，设计多尺度特征融合模块，在特征金字塔的初始位置融合不同尺度的特征图，丰富转移淋巴病灶区域的形态信息。然后，设计增强注意力预测头模块，通过对预测前的特征图使用并行的自注意力与门控通道转换模块，凸出病灶区域，细化病灶边界。最后，使用临床淋巴结转移医学图像数据集验证网络的有效性。实验结果表明，所提网络对于淋巴结转移病灶分割的APdet，APseg，ARdet，ARseg，mAPdet和mAPseg分别为74.88%，74.12%，63.11%，62.28%，74.64%和74.04%。该网络实现对淋巴结转移病灶区域的精确检测分割，对辅助淋巴结诊断具有积极意义。  
        关键词：医学图像处理;头颈部肿瘤;淋巴结转移;实例分割;注意力机制   
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        发布时间：2024-05-18
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