多通道PCR荧光检测仪的光学系统设计

针对目前实时定量PCR荧光检测仪系统中存在的检测效率低、体积大等问题,提出了一种基于传统单通道共聚焦型光路改善组件的方法,使激发光路和荧光收集光路共用一个大孔径透镜,并在该透镜的下方围绕多个激发光准直光路,同时在荧光收集光路中添加多个二向色镜,实现多通道荧光的同时检测。运用Code V软件设计出准直透镜和聚焦镜,将透镜数据导入到Lighttools软件中进行仿真模拟,结果表明,光学系统解决了现有实时定量PCR荧光检测仪中存在的问题,检测效率是原系统的2倍以上,体积比传统单通道集成的结构小2倍以上。     

新型声学超材料单通道麦克风可实现多声源实时定位与分离

在人工系统中,科研人员通常借助由多个传声器组成的传声器阵列来解决声源定位和分离问题。具有高精度声源定位和分离能力的传声器阵列往往需要较大的阵元数量和物理尺寸,这种阵列系统不仅不便于安装和操控,处理多通道信号的计算成本往往也很大,从而导致其应用受限。受生物听音机制的启发,中国科学院噪声与振动重点实验室的博士生孙雪聪与其导师杨军研究员、贾晗研究员等提出了一种基于声学超材料的单通道多声源的定位与分离系统,用一个带有超材料外壳的单通道麦克风实现了三维空间中多个同时发声声源的实时定位与分离。     

单通道GPS模拟信号源的设计

单通道GPS模拟信号源是基于软件无线电技术的，通过构建基于DSP＋DDS技术的单通道GPS模拟信号源的系统模型（图1），对算法进行设计、推导，采用Matlab软件对系统仿真，用C语言编写该系统的算法程序和接口程序，最终完成系统的软、硬件设计与调试。     

实时高效联合变换相关器

提出一种利用光学波分复用器实现实时高效联合变换相关的方案。通过计算机控制把输入面分为多个大小相等的窗口，分别写入参考与目标图像，利用光学波分复用器于相关系统中，使对应不同窗口的读出光学信息在第一个焦面上形成联合功率谱阵列，在输出面上可以实时地获得增强了相关信号。     

基于LabVIEW的光纤线路光功率信号实时采集系统

 为实时获取光纤内光功率信号,基于LabVIEW虚拟仪器编程语言,采用USB总线技术,结合光接收机和NI数据采集卡USB M6251构成的硬件平台设计了新型的高速采集系统。该系统克服以往光功率信号采集系统采样率低、单通道显示、界面交互能力弱、便携性差等缺点,实现了采样参数可控的双通道实时采集、显示、保存光功率信号等功能。该系统开发效率高,并通过实验证明其具有良好的人机交互能力,可靠性高,实用性强,能为各类光纤通信系统提供光功率信号监测功能。     

微尺度平行多通道内制冷剂流动沸腾压降特性

在热流密度3.54 W·cm~(-2)到40.7 W·cm~(-2),雷诺数由278到6502,出口干度0到1的工况范围内对R134a在微尺度单通道和多通道内流动沸腾压降特性进行了可视化实验研究。在相同工况时,单通道压降小于多通道压降;随热流密度和出口干度的增加,多通道压降增长范围小于单通道压降增长范围,通过可视观察,多通道内流动沸腾不稳定流动现象较单通道更为明显,并且多通道平均压降和实时压降波动范围更大。结合可视实验观察,多通道内压降高于单通道压降的主要原因为不稳定流动现象造成,并对产生不稳定流动的因素和造成压降升高的原因进行了分析。     

高速RS422总线数字视频采集系统

介绍了一种基于RS422数字接口的PCI总线的单通道数字视频采集系统,可实现30帧/s的1024×1024像元10bit的数字视频采集。系统的核心技术是利用高速数据采集卡进行实时数字图像信号采集,并持续的将采集来的信号数据记录到计算机硬盘上。采集部分可用于PCI总线的视频系统或独立的视频设备中。     

主动噪声控制声学通道的实验辨识

传统的自适应滤波器不能直接用于主动噪声控制，因为扬声器和误差传声器之间的声学通道可能使系统不稳定。本文根据声学通道的相应特性，建立补偿滤波器，提出了用实验方法辨识声学通道传输特性。在房间实验中研究了单通道相位因子的变化特性，并进一步用于飞机人多通道主动噪声控制，给出了相应的实验结果。     

基于PCIE接口的光电图像采集系统设计与实现

在光电系统中,为了获得更高质量的光电图像,需增加传感器数量、提高传感器分辨率等,这使得光电图像采集系统采集的数据量剧增。为满足对大量光电图像数据的高速采集及实时显示,提出一种基于PCIE接口的光电图像采集系统,该系统以FPGA作为控制核心,利用专用桥接芯片PEX8311实现PCIE协议,采用模块化设计思想,并预留丰富拓展接口。测试结果表明,单通道采集实时光电图像数据与主机通讯实际速率达到170 MB/s,超出PCI理论带宽132MB/s约30%,能解决传统基于PCI接口的系统数据传输带宽不足等问题。     

三通道偏振成像系统及系统误差校正方法

为了解决现有偏振成像系统难以满足目标检测和跟踪等实时图像处理领域的要求,提出一种实时三通道偏振成像系统,并对该系统存在的视场差异和非一致性误差提出了校正方法.该系统采用三个独立通道采集0°、60°和120°方向上的偏振图像,针对三个独立通道之间存在的视场差异提出了采用尺度不变特征转换配准法进行校正的方法;同时针对三个独立通道之间的灰度响应非一致性现象,根据积分球的退偏特性和探测器的线性响应模型,利用积分球产生完全非偏振光对灰度响应非一致性误差进行了校正.对比实验证明:1)本文提出的三通道偏振成像系统进行校正后的成像效果能够接近单通道偏振成像系统的水平;2)该系统能够在实时采集图像的同时,克服了多通道带来的偏振图像质量下降问题,提高了实用性.     

实时光电混合联合变换相关器单元的实验研究

本文根据联合变换相关的原理，提出了一种实时光电混合联合变换相关器，它采用一个液晶光阀作为输入器件，用另一个液晶光阀记录和显示联合功率谱，所给出的实验结果证实了该系统设计及性能分析的正确性。     

Comparison Study of Two Mehods for Realizing Real-time High-efficiency JTC

ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎＳｔｕｄｙｏｆＴｗｏＭｅｈｏｄｓｆｏｒＲｅａｌｉｚｉｎｇＲｅａｌ－ｔｉｍｅＨｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＪＴＣＧＥＢａｏｚｈｅｎ；ＱＩＮＹｕｗｅｎ；ＺＨＡＮＧＹｉｍｏ；ＨＵＡＮＧＺｈａｎｈｕａ；ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔ...     

Fast Face-Recognition Optical Parallel Correlator Using High Accuracy Correlation Filter

We designed and fabricated a fully automatic fast face recognition optical parallel correlator [E. Watanabe and K. Kodate: Appl. Opt. 44 (2005) 5666] based on the VanderLugt principle. The implementation of an as-yet unattained ultra high-speed system was aided by reconfiguring the system to make it suitable for easier parallel processing, as well as by composing a higher accuracy correlation filter and high-speed ferroelectric liquid crystal-spatial light modulator (FLC-SLM). In running trial experiments using this system (dubbed FARCO), we succeeded in acquiring remarkably low error rates of 1.3% for false match rate (FMR) and 2.6% for false non-match rate (FNMR). Given the results of our experiments, the aim of this paper is to examine methods of designing correlation filters and arranging database image arrays for even faster parallel correlation, underlining the issues of calculation technique, quantization bit rate, pixel size and shift from optical axis. The correlation filter has proved its excellent performance and higher precision than classical correlation and joint transform correlator (JTC). Moreover, arrangement of multi-object reference images leads to 10-channel correlation signals, as sharply marked as those of a single channel. This experiment result demonstrates great potential for achieving the process speed of 10000 face/s.     

光学相关器在自动目标识别中的应用

为使光学相关器更好地应用于自动目标识别领域,保证在较高识别速度下,具备良好的识别效果,介绍了应用于自动目标识别领域的联合变换相关器和匹配滤波相关器.针对匹配滤波相关器实现过程中的两项关键技术,在滤波器编码技术上提出了构造等相关峰综合鉴别函数以解决畸变不变识别问题.在相关峰识别技术上,针对阈值法存在的不足,提出利用BP神经网络对相关平面相关峰进行识别,采用划分感兴趣区域的方法减少了输入层神经元数目,简化了神经网络结构.借助搭建的光学相关器系统验证了该方法可对相关信号和噪声进行有效分类,提高了光学相关器的识别效果.     

可测量3:1和8:1相关曲线的光学相关器

本文对Diels型光学相关器做了重要改进。提出临界延迟速度概念,合理地设计了延迟系统,仅靠改变电机电压即可获得强度和相位相关曲线。指出相位相关曲线携带了脉冲宽度的信息、并预期利用该曲线可更精确地测得脉宽。     

基于光学相关的红外目标检测

光学图像处理技术能以复振幅、并行、高速度和巨量互连来处理信号。利用光学方法的半色调网屏技术实现了红外图像的假彩色编码,提高了红外图像的可识别性;利用光学相关识别技术构造了一种基于4f系统的光学图像实时相关识别系统,以实现对红外图像的实时处理和识别。     

位相调制的实时联合变换相关器

提出一种位相调制的实时联合变换相关器。它采用液晶显示屏作为输入器件，用液晶光阀记录和显示联合功率谱。利用液晶显示屏上的光栅状结构的衍射级，提高光能的利用率，并充分利用液晶光阀的有效使用面积。采用成像透镜放大各衍射级的联合频谱，适应液晶光阀较低的分辨率要求。在相关器的光路中插入两块倾斜的平行平面玻璃板，以改变各衍射级的参考图像和目标图像之间的位相差。这种方法可产生比传统的实时联合变换相关器更好的输出相关性能。实验结果证实了该系统设计及性能分析的正确性     

Conjugate Image Plane Correlator with Holographic Disk Memory

A conjugate image plane correlator with holographic disk memory is proposed. Optical correlation between conjugate images reconstructed from a holographic disk and an input image on liquid-crystal television is executed with the rotation of the disk. Regardless of Fourier hologram recording with the pseudorandom diffuser, it is found possible to take out the diffuser from the original hologram recording scheme using an image reconstruction process and to get correlation signals between input and reconstructed conjugate images in the output plane of a two-lens imaging system. Generation of conjugate replicas with high contrast causes exact matching with an input image which results in high recognition performance for autocorrelation signals. The transfer function of an optical system can be controlled by adjustment of either hologram size or hologram area illuminated with a laser beam. Hence, the output intensity distribution can be adjusted by selecting a proper pupil function and the size of an output pupil defined by the input pupil size and the optical system magnification factor. The real-time character recognition by optical parallel high-speed processing for two dimensional images with position normalization is demonstrated.     

高通滤波的二元联合变换相关器

提出一种新的采用高通滤波的二元联合变换相关器，这种相关器与一般的二元联合变换相关器的差别在于联合功率谱作二元处理之前先进高通滤波，使用这种技术，可以产生比二元联合变换相关器更好地相关输出性能，给出对含有灰度级场体的输入景物的计算机模拟结果。