基于稀疏表示的可见光遥感图像飞机检测算法

为解决当前遥感图像飞机检测方法在复杂背景下准确率低,实现旋转不变困难的问题,结合图像稀疏表示原理,提出一种基于稀疏表示的飞机检测算法.该算法首先利用飞机是刚性目标且具有明显几何外观的特点,构建飞机几何原子库;然后建立飞机轮廓几何逼近的最优化方程,在稀疏表示原理框架下,得到飞机轮廓最优的几何部件组合;最后,以星型结构的部件模型为框架,生成待检测图像的目标显著图并根据显著图定位出飞机.实验结果表明,稀疏表示方法能自适应选取飞机部件,部件数目较少且不易受光照、颜色和复杂背景的影响.与现有算法相比,本文算法准确率达90%以上,检测速度有较大的提高.     

走滑断裂分段叠置区物理模拟及构造差异性解析——以塔里木盆地顺北1号断裂为例

走滑断裂分段叠置区通常包括拉分叠置区和挤压叠置区,其形成及演化与油气藏关系密切,其内部构造特征对油气运聚具有重要影响。塔里木盆地顺托果勒地区顺北1号断裂叠置区分段发育特征明显,油气勘探表明,拉分叠置区和挤压叠置区对油气运聚的控制能力有一定差异。在分析构造特征的基础上,对走滑断裂拉分叠置区和挤压叠置区开展了物理模拟实验研究,结果显示,拉分叠置区内发育有多组里德尔（R）剪切和压剪性（P）剪切,在叠置区内多组断裂组成一套平面范围较小、垂向断距较大的雁列地堑系统;挤压叠置区内仅发育一组R剪切、P剪切及单条共轭里德尔（R'）剪切,并在叠置区内形成平面范围较大、垂向断距较小的地垒。因此认为,基底断裂的几何形态、运动性质是控制叠置区发育类型的关键因素。叠置区内断裂发育的数量、规模均受控于总走滑量,并与之呈正相关。相较于挤压叠置区,拉分叠置区的断层数更多,分布更密且地层破碎变形程度更高。在构造特征及力学机制上,拉分叠置区均表现出更强的油气富集潜力。     

托卡马克钨偏滤器基本物理问题

偏滤器是托卡马克中用于排除氦灰和粒子的主要部件,也是发生等离子体与壁材料相互作用最强烈的区域。钨材料被认为是偏滤器的主要候选材料,现在世界上的主要托卡马克装置都开始重点关注钨偏滤器条件下放电特性。长脉冲高功率运行对钨偏滤器的要求包括：沉积到偏滤器靶板能流得到有效控制、钨靶板侵蚀和钨杂质输运的理解、钨杂质聚芯和燃料在钨材料中滞留的抑制。通常要求钨偏滤器具有较强的热辐射能力,从而在能量沉积到偏滤器靶板前将其辐射掉,同时降低入射到靶板的粒子能量。本文回顾了钨偏滤器基本物理问题的研究进展,包括器壁材料对偏滤器能量辐射和脱靶的影响,外加杂质注入脱靶,钨靶板侵蚀的主要影响因素,钨杂质输运和聚芯,边界局域模对钨靶板的影响和燃料在钨靶板中的滞留。     

Fe-N软磁薄膜的结构和性能

用RF溅射制备厚度为200 nm的Fe-N薄膜在250℃, 12000 A/m磁场下真空热处理后，当N含量在5%～7%(原子百分数)范围内形成α′+α″相时，4πM_S可达2.4 T, H_c＜80 A/m, 2～10 MHz下高频相对导磁率μ_r=1500，可满足针对10 Gb/in2存储密度的GMR/感应式复合读写磁头中写入磁头的需要. Fe-N系薄膜中α′相的形成机理和点阵常数与块状试样按Bain机理形成的α′相有明显的差别，得到了薄膜中α′相的a,c与Cα′_N之间的线性关系式.     

一维空洞卷积神经网络的矿物光谱分类

矿物光谱综合反映了岩矿的物理化学特性、组分和内部结构特征,已被应用于岩矿识别研究。传统的矿物光谱分类方法需要先对矿物光谱进行预处理,再采用不同方法分析光谱特征,从而实现分类目的。但同时也会造成部分光谱信息丢失,导致最终分类精度不高且操作过程繁琐、效率低下,难以应对日益增长的大数据处理需求。因此,建立一个准确、高效的矿物光谱自动分类模型意义重大。卷积神经网络是应用最广泛的深度学习模型之一,它通过逐层抽取数据特征并组合形成高层语义信息,具有极强的模型表达能力,在光谱数据分析方面应用潜力巨大。针对矿物光谱数据的特点,提出了基于一维空洞卷积神经网络（1D-DCNN）的矿物光谱分类方法,利用空洞卷积神经网络提取光谱特征,采用反向传播算法结合随机梯度下降优化器调整模型参数,输出光谱分类结果,实现了矿物类别的端到端检测。该网络包含1个输入层、3个空洞卷积层、2个池化层、2个全连接层和1个输出层,采用交叉熵为损失函数,引入空洞卷积扩大滤波器感受野,有效避免光谱细节特征丢失。实验采集了白云母、白云石、方解石、高岭石四种矿物光谱,并通过添加噪声的方式进行数据增强,构建数量充足的矿物光谱样本用于神经网络模型训练与测试;探讨了卷积类型、迭代次数对模型分类结果的影响,并与多种传统矿物光谱分类方法进行对比,评价模型性能。实验结果表明,提出的1D-DCNN模型可实现矿物光谱快速准确分类,分类准确率达到99.32%,优于反向传播算法（BP）和支持向量机（SVM）,说明所提方法能够充分学习矿物光谱特征并有效分类,且模型具有良好的鲁棒性和可扩展性。该方法也可推广到煤炭、油气、月壤等其他领域光谱分类应用中。     

基于多光谱图像融合的掌纹识别方法

生物特征识别在信息安全领域发挥着重要作用,掌纹识别作为一种新型生物特征识别方式,具有低失真、非侵入性和高唯一性等优势。传统掌纹研究大多使用自然光成像系统以灰度格式获取,识别精度很难进一步提升。为了获得更多的身份鉴别信息,提出利用多光谱掌纹图像代替自然光掌纹图像。针对现有掌纹识别算法由于没有考虑到不同光谱的特性而导致纹理细节丢失,识别精准率低的问题,提出了一种基于多光谱图像融合的掌纹识别算法。该方法通过对不同光谱下的掌纹图像进行快速自适应二维经验模式分解（FABEMD）,将多光谱掌纹图像分解成一系列频率由高到低的二维固有模态函数(BIMF)和一个残余分量,残余分量可被视为该光谱图像低频信息的初步估计。图像采集过程中光照条件很难保持稳定,而近红外光谱图像在进行FABEMD分解时对光照变换敏感,容易导致分解后的BIMF背景信息过于冗余;因此对分解后的近红外掌纹图像进行背景重建及特征细化,在对背景冗余信息进行平滑处理的同时可以有效增强高频信息的特征表达。为避免直接融合处理后引发的图像过度曝光问题,提出对近红外特征压缩后再融合。此外,提出了一种结合了注意力机制的改进残差网络（IRCANet）,用于融合后的掌纹图像分类,在网络中引入分阶段残差结构,缓解了网络的退化问题,在学习过程中有效地减少信息丢失,对于融合后的多光谱掌纹图像,分阶段残差结构能够稳定地将图像信息在网络间传输,但对图像中的高低频信息区分效果不够显著,为了使网络关注更多区分性特征,利用特征通道间的相互依赖性,在分阶段残差结构中结合了通道注意力(Channel Attention)机制。最终,在香港理工大学（PolyU）多光谱掌纹数据集上进行的综合实验表明,该方法可以取得良好的效果,算法识别准确率能达到99.67%且具有良好的实时性。     

激光诱导金纳米棒图案化光纤SERS探针

研究了激光诱导沉积制备光纤表面增强拉曼散射（SERS）探针,并对探针的SERS性能进行检测。探讨光纤探针制备过程中金纳米棒溶液的浓度对探针灵敏度的影响。结果表明,将不同浓度的金纳米棒溶液进行激光诱导,在光纤端面会形成金纳米棒团簇和分散两种纳米结构。金纳米棒溶液的浓度、激光功率、诱导时间等因素都会对诱导沉积图案产生影响。实验利用功率为5 mW的激光进行诱导,在1.5×10-9,1.0×10-9和7.5×10-10 mol·L-1的金纳米棒溶液中,经5 min沉积,制备出不同图案的光纤SERS探针。采用晶种法合成金纳米棒,用透射电子显微镜（TEM）观察金纳米棒形貌,并根据TEM图像分析计算了合成金纳米棒的长径比约为3.8。用扫描电子显微镜（SEM）观察金纳米棒的形貌以及激光诱导沉积后的纤维修饰端形貌,7.5×10-10 mol·L-1的金纳米棒溶液进行激光诱导,金纳米棒在光纤端面分布较为分散,而1.5×10-9和1.0×10-9 mol·L-1的金纳米棒溶液进行激光诱导,光纤端面都有大量的金纳米棒聚集成团。以4-氨基苯硫酚（4-ATP）为样品分子,通过拉曼光谱对光纤探针的SERS性能进行检测;为了方便比较,选取了拉曼频移1 079.972 cm-1处的拉曼强度作图,结果表明,金纳米棒浓度为7.5×10-10 mol·L-1时,经激光诱导制备出的光纤探针性能较好。采用时域有限差分法(FDTD)模拟形成的图案的热点分布,进而解释了金纳米棒浓度为7.5×10-10 mol·L-1时制备的光纤探针性能较好的原因。为了检验光纤探针的重复性,将测试SERS光谱后的光纤浸入无水乙醇中24小时,使4-ATP充分溶解在酒精中,15天后,再次检测光纤探针的SERS检测性能,得到与之前检测同样的光谱图,证明得到的光纤SERS探针具有较强的可重复利用性。激光诱导制备光纤探针具有操作简单、成本低廉、探针制备时间短等优点,能够实现高灵敏度光纤SERS探针的重复、批量制备。     

Stray light analysis of low-level-light optical system with LightTools software北大核心CSCD

为解决低照度微弱信号探测的微光光学系统杂散光问题,研究了杂散光的原理和特性。利用光学系统建模软件LightTools对微光光学系统进行仿真建模,并开展杂散光分析。为减少杂散光,在物镜筒的筒壁加工消光螺纹,并针对不同形式的消光螺纹,开展了能量仿真模拟。仿真结果表明,采用螺距0.35 mm的消光螺纹,能够将杂散光系数从7%降低到4%。仿真分析结果与实验结果一致,为其他微弱信号探测光学系统在设计阶段对杂散光进行消除提供了指导。     

Majorana zero modes,unconventional real-complex transition,and mobility edges in a one-dimensional non-Hermitian quasi-periodic lattice

A one-dimensional non-Hermitian quasiperiodic p-wave superconductor without PT-symmetry is studied.By analyzing the spectrum,we discovered that there still exists real-complex energy transition even if the inexistence of PT-symmetry breaking.By the inverse participation ratio,we constructed such a correspondence that pure real energies correspond to the extended states and complex energies correspond to the localized states,and this correspondence is precise and effective to detect the mobility edges.After investigating the topological properties,we arrived at a fact that the Majorana zero modes in this system are immune to the non-Hermiticity.     

松树叶蜂性信息素的合成

二甲基十三醇;甲基溴辛烷;戊酮;松树叶蜂性信息素的合成