《信息光子学物理》书评

国内外很多科学家指出，20世纪90年代后期，人类进入了“信息时代”．其主要的技术支撑是微电子与计算机技术、激光器与光通信技术，它们把信息的传输能力、处理能力以及存储与显示能力提高了数千倍到数万倍．进入21世纪，人类对信息的传输速率、存储容量、处理与显示能力均提出了更高的要求，已经开始用太比特（Tb）或太比特每秒（Tb／s）来量度．要实现这一技术突破，唯有光学、光子学能够担当此使命．所以科学家把20世纪称为电子时代，而21世纪称为光子时代，“可以肯定，光子与电子将携手合作，和谐共建绚丽灿烂的21世纪”．     

数字式多分层多波束系统指向性的计算机模拟

用横向滤波器形成多波束是数字式声呐的一种新的波束成形方法。这种系统的指向性与采样频率、分层比特数及延时补偿的量化误差有关。系统实际指向特性与理想稳态特性之间的差异将直接影响声呐的性能。本文给出计算这种系统指向性的各种必要公式。同时在计算机上进行系统模拟。模拟的结果可为数字式声呐某些参数的选取提供依据。     

混响背景下数字声呐回音检测的一种新的幅度显示方法

本文介绍数字声呐中回音系统幅度显示的一种方法，它可以消除近场混响背景的模糊，提高测检性能，海上实际使用证明，显示效果清晰、稳定、分辨率高，远场噪声背景下无虚警。     

基于最佳线性数据融合的双基地声呐定位优化算法

本文提出了基于最佳线性数据融合的双基地声呐定位优化算法。给出了算法的原理，并通过数值仿真，对不同条件下，双基地系统定位误差的几何分布进行了研究。仿真研究结果表明，采用最佳线性数据融合的双基地声呐定位优化算法，可以更好地利用双基地声呐测量的冗余信息，有效改善双基地声呐中基线区域的定位精度。     

聚变实验数据采集处理系统开发技术

聚变实验数据采集处理系统大致分为三大子系统：数据采集系统、图形显示服务系统和数据处理系统。其中的数据采集系统采用了分布式体系结构，由实验网络和分布于不同位置的若干功能子系统所组成。图形显示服务系统承担了主要的图形显示任务，是由数字彩电、背投屏、发光二级管字幕屏、图象采集卡、若干摄像机和PC组成的大屏幕显示系统。数据处理系统为物理人员分析实验数据，得出正确的科学结论提供了可靠的保障，是由实时数据处理、常规数据处理和数据后处理子系统所组成。     

数字式声呐设计原理

声波是人类岂今已知的唯一能在海水中远距离传输的能量形式。声呐就是以声波为信息载体对水下目标进行探测、定位以及实现水下通信的电子设备。发展声响技术是维护海洋权益、保障国家安全、开发海洋资源、保护海洋环境的重要战略。我国从20世纪50年代以来,经过几代人的努力,从无到有建立了具有自己独立知识产权的声呐设计体系。本书作者就是我国在这一体系建立过程中的重要领军人物。作者从事声呐研究数十年,有着丰富的理论和实践经验,对声呐信号处理、声呐设计理论和水声工程技术有着深厚的造诣,是我国权威的声呐设计和信号处理科学家。 本书包含了数字式声呐设计的各个方面,对数字式声呐设计的发展历史、相关的基本理论、设计基本原理、实现方法、性能考核等,进行了全面系统深入的阐述,据我所知,     

相关测速声呐时空相关函数模型改进研究

相关测速声呐通过对回波的理论时空相关函数和数据时空相关函数进行最小二乘拟合或其它优化算法来解算载体速度,因此理论时空相关函数模型的准确性对速度解算是至关重要的,通过对多次海试数据的处理发现,在某些情形下,相关测速声呐的理论空间相关函数和数据空间相关函数三维俯视图形状不匹配,导致速度估计结果不准确,通过对时空相关函数理论...     

一种新型的声呐信号处理机

本文讨论如何以多片TMS32020为核心,组成大型潜用声呐的中央处理机,以达到声呐的战术性能指标。 该机对来自三个独立接收子阵的数据信息进行处理,从而检测出目标的距离和方位。它采用流水线式体系结构设计,通过由控制中心控制的功能码的设计,完成不同的检测方案。由于采用了先进的数字信号处理芯片和新的数字信号处理技术,本机具有体积小,速度快,可靠性高和检测结果精确等优点。     

非高斯环境下的深度学习脉冲信号去噪与重构*

侧扫声呐进行沉底小目标探测时,底混响是主要背景干扰。底混响通常是一种非平稳、非高斯的带限噪声,它使得白噪声条件下的滤波器性能受到限制。在混响背景下常利用自回归模型对接收信号进预行白化处理,但对于实际侧扫声呐应用,白化后直接匹配滤波的处理效果不甚理想。针对此问题,在自回归模型预白化的基础上,提出采用一种次最佳检测与多分辨二分奇异值分解相结合的改进方法。该方法首先对接收信号进行分段处理,利用改进Burg算法估计每段数据自回归模型的系数及阶数;然后构造白化滤波器对分段数据预白化,并对白化后的数据进行多分辨二分奇异值分解;最后应用ostu方法对原始声图和处理后的声图进行目标检测。仿真与实验结果表明,该方法明显提高了信混比,改善了侧扫声呐沉底静态小目标的成图质量,有利于后期实现基于图像的目标自动检测。     

改进次最佳检测在侧扫声呐底混响抑制中的应用*

侧扫声呐进行沉底小目标探测时,底混响是主要背景干扰。底混响通常是一种非平稳、非高斯的带限噪声,它使得白噪声条件下的滤波器性能受到限制。在混响背景下常利用自回归模型对接收信号进预行白化处理,但对于实际侧扫声呐应用,白化后直接匹配滤波的处理效果不甚理想。针对此问题,在自回归模型预白化的基础上,提出采用一种次最佳检测与多分辨二分奇异值分解相结合的改进方法。该方法首先对接收信号进行分段处理,利用改进Burg算法估计每段数据自回归模型的系数及阶数;然后构造白化滤波器对分段数据预白化,并对白化后的数据进行多分辨二分奇异值分解;最后应用ostu方法对原始声图和处理后的声图进行目标检测。仿真与实验结果表明,该方法明显提高了信混比,改善了侧扫声呐沉底静态小目标的成图质量,有利于后期实现基于图像的目标自动检测。     

Analysis of tail bits generation of multilevel storage in resistive switching memory

The tail bits of intermediate resistance states(IRSs) achieved in the SET process(IRSS) and the RESET process(IRSR) of conductive-bridge random-access memory were investigated. Two types of tail bits were observed, depending on the filament morphology after the SET/RESET operation.(i) Tail bits resulting from lateral diffusion of Cu ions introduced an abrupt increase of device resistance from IRS to ultrahigh-resistance state, which mainly happened in IRSS.(ii) Tail bits induced by the vertical diffusion of Cu ions showed a gradual shift of resistance toward lower value. Statistical results show that more than 95% of tail bits are generated in IRSS. To achieve a reliable IRS for multilevel cell(MLC) operation, it is desirable to program the IRS in RESET operation. The mechanism of tail bit generation that is disclosed here provides a clear guideline for the data retention optimization of MLC resistive random-access memory cells.     

基于复合抖动技术的三维轮廓数据压缩方法

三维扫描技术获取的三维轮廓数据体积较大,不便于三维数字博物馆数据的实时传输和显示。针对这个问题,提出了基于复合抖动技术的三维轮廓数据压缩方法。首先,利用虚拟结构光投影系统实现三维轮廓数据的图像存储。然后,对图像的不同通道使用不同的抖动技术进行处理,并将结果保存到8位灰度图中主要的3位或者3幅1位逻辑图中,实现三维轮廓数据的进一步压缩存储。实验表明,与提供的三维模型格式相比提出方法的数据压缩比高达75.9∶1,非常适合三维轮廓数据的实时传输、重建与显示。     

基于DDE技术分析的红外图像细节增强算法

在光电设备中,高位宽红外探测器由于具有高灵敏度、低噪声的特点而得到广泛应用。而通常的显示设备或快速处理只要求8位数据宽度,所以需要将高位宽的图像数据压缩至8位位宽。但是如果压缩方法处理不当,可能会造成原有信息丢失,在显示图像中表现为图像细节的损失。通过对FLIR公司数字图像细节增强（DDE）技术的分析,比较了DDE技术与以往常用红外图像动态范围压缩算法的区别,总结并提出了符合DDE思想的红外图像动态范围压缩细节增强算法,该算法在全面增强图像细节的同时能够抑制图像背景中的杂波,增强弱小目标,既满足图像显示的视觉效果,又有利于在图像上进行目标提取。     

Adaptive local complexity controlled data hiding method considering the human visual sensitivity

This paper proposes a human visual system based data hiding method with the consideration of the local complexity in images. It is known that human vision is more sensitive to the changes in smooth area than that of complex area, we embed less data into blocks with low complexity and embed more data into blocks with rich texture. We use the modified diamond encoding (MDE) as the embedding technique, and employ a sophisticated pixel pair adjustment process to maintain the complexity consistency of blocks before and after embedding data bits. Since the proposed method is robust to LSB-based steganalysis, it is more secure than other existing methods using the LSB replacement as their embedding technique. The experimental results revealed that the proposed method not only offers a better embedding performance, but is also secure under the attack of the LSB based steganalysis tools.     

相位对比读出三维光数据存储的实验研究

使用波长800 nm、脉冲宽度150f s的近红外激光脉冲紧聚焦到PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）和熔融石英中实现了三维逐位式光数据存储,分别记录下了5、10、 15和20层数据位点.利用相位对比光学显微原理对各层数据并行读出,实验分析了各层数据位点的读出对比度的变化.结果表明:各层数据位点的折射率对比度由内至外依次增加,记录层数越多,其内部层的对比度下降越明显.由于飞秒激光脉冲与透明介质相互作用中,熔融石英内部产生的残余应力比PMMA内大,因此数据位点参数相同的情况下,利用PMMA材料记录的层数更多.     

量子密码协议的错误序列模型分析

量子密码协议具有无条件安全特性,其安全性通过窃听检测来保证.为了提高信息序列错误率的估计值精确度,提出了一种错误序列模型分析方法,通过构造法得到错误序列的二阶统计特性,从而通过经典方法对信息序列中错误序列进行预测,最后得到信息序列的错误率.在单次运行协议情况下,提高了窃听检测的精度,适用于其他量子密码协议. 关键词： 量子密码 最佳预测 窃听检测 序列重构     

Scheme for Quantum Dense Coding with Secret Sharing in Cavity QED

Quantum dense coding （QDC） is a process originally proposed to send two classical bits information from a sender to a receiver by sending only one qubit. Our scheme of QDC is proposed following some ideas on secret sharing with entanglement in cavity QED. Based on the theory of secret sharing the QDC process can be more secure.     

Oscillator strengths and lifetimes calculated by the Dirac-Fock method for the levels of ions of the cesium isoelectronic sequence

A new method of data transmission in DWDM systems along existing long-distance fiber-optic communication lines is proposed. The existing method, e.g., uses 32 wavelengths in the NRZ code with an average power of 16 conventional units (16 units and 16 zeros on the average) and transmission of 32 bits/cycle. In the new method, one of 124 wavelengths with a duration of one cycle each (at any time instant, no more than 16 obligatory different wavelengths) and capacity of 4 bits with an average power of 15 conventional units and rate of 64 bits/cycle is transmitted at every instant of a 1/16 cycle. The cross modulation and double Rayleigh scattering are significantly decreased owing to uniform distribution of power over time at different wavelengths. The time redundancy (forward error correction (FEC)) is about 7% and allows one to achieve a coding enhancement of about 6 dB by detecting and removing deletions and errors simultaneously.     

Hiding Quantum Data

Recent work has shown how to use the laws of quantum mechanics to keep classical and quantum bits secret in a number of different circumstances. Among the examples are private quantum channels, quantum secret sharing and quantum data hiding. In this paper we show that a method for keeping two classical bits hidden in any such scenario can be used to construct a method for keeping one quantum bit hidden, and vice–versa. In the realm of quantum data hiding, this allows us to construct bipartite and multipartite hiding schemes for qubits from the previously known constructions for hiding bits.     

基于ADSP-21060芯片的多波束形成方法──时域实现与频域模拟

众所周知,利用阵列处理技术实现多波束形成是大多数声呐和雷达系统的关键步骤。波束形 成技术发展多年,己较成熟。本文讨论利用被动声呐的阵列输出以检测和定位宽带声源的多波束形 成方法。所用芯片为 ＡＤ公司推出的最新 ＤＳＰ芯片 ＡＤＳＰ－２１０６０ ＳＨＡＲＣ。对于时域偏重于讨论 技术实现,对于频域则讨论实验模拟,并根据芯片特点对两种方法进行了比较。