基于偏振信息的车窗透反混叠图像解耦研究

随着智慧城市、智慧交通和天网工程的不断发展,复杂城市环境下的车窗透反混叠图像解耦技术成为当前研究的热点,在卡口登记、安全驾驶、逃犯追踪和军事反恐等领域需求迫切。为克服传统成像技术依赖光强信息、易受环境干扰等劣势,基于偏振成像技术建立玻璃透反光传输模型,提出车窗透射信息光和反射干扰光的解耦分离方法,面向室内模拟场景和户外真实场景开展实验研究。结果表明：室内场景下轿车模型和客车模型消反图像的信息熵较原始强度图像分别提升14.3%和9.8%;室外场景真实车辆消反图像因消除包含大量环境信息的反射光成分而使信息熵较原始强度图像下降2.7%;这几类场景消反图像的区域对比度相较原始强度图像分别提升40.1%、117.5%、237.8%。此外,研究图像消反质量与模型几何因素的相关关系,所得结论能对相机摆放高度和车辆停止线划线位置起到指导作用。     

Y型腔正交偏振激光器的模竞争和光强调谐特性

建立了Y型腔正交偏振激光器光强调谐实验系统,通过改变非共用腔腔镜上的压电陶瓷电压来改变分裂频差,通过改变共用腔腔镜上压电陶瓷电压实现共用腔调谐。报道了不同分裂频差下共用腔调谐过程中激光器的光强调谐曲线和相应的拍频变化曲线。采用三阶微扰近似下的兰姆半经典气体激光器理论,较为全面地分析和总结了影响光强调谐规律的各种因素及影响机理。理论分析表明在采用氖双同位素的Y型腔正交偏振激光器内,纵模的单程损耗、单程增益、相邻纵模间的分裂频差等因素通过光强的自洽方程影响纵模竞争的强弱及竞争结果。总结了不同频差下的光强调谐和拍频变化规律,并对其进行了理论分析与解释。     

一种分析和设计抗混叠滤波器的方法

信号采集通道中,一般采用高阶抗混叠滤波器来消除频率混叠现象,这同时也增加了滤波器设计难度。为有效降低滤波器设计的难度,在详细分析并讨论了抗混叠滤波器的陡度、阶数与信号抽样频率以及A/D转换器的分辨率之间的内在关系后,提出了抗混叠滤波器、抽样频率和A/D转换器三者之间合理权衡设计的方法。该分析方法为抗混叠滤波器乃至信号采集通道的设计提供了十分有益的参考。     

双采样率分离混叠相同频率的基本理论和方法

当前宽带微波接收机的数字化只能采用时域欠采样技术,应用欠采样技术必然会由于混叠效应而产生频率估计模糊。当这些混叠频率各不相同时,已有一些解频率模糊的方法可用,但当几个同时到达信号的频率精确地混叠到同一个频率上时,这些解频率模糊的方法已显得无能为力。为此提出一种用双采样率分离相同频率信号的方法,论述其机理,并证明几个重要定理及有关性质。     

基于方向滤波器组的Contourlet变换频谱混叠特性研究

通过对方向滤波器组（DFB）及Laplace塔形变换（LP变换）的分析研究,阐明Contourlet变换的频谱混叠是源于LP变换中两个低通滤波器不满足Nyquist抽样定律,致使阻带截至频率大于π／2所引起。基此,研究并提出了一种抗混叠的Contourlet变换,即N-Contourlet变换,通过设计满足Nyquist抽样定律的低通滤波器,以避免LP变换中因下抽样所造成的混叠。N-Contourlet变换满足完全重构特性,且能有效地抑制原Contourlet变换中的频谱混叠,频域局域性较好。硬阈值去噪实验研究结果表明,对于标准的Lena图像,在噪声方差σ=40时,N-Contourlet变换的去噪效果不仅PSNR高出Contourlet变换2．51dB,而且还能有效地抑制了Contourlet变换去噪后的“划痕”现象,图像的视觉效果更佳。     

基于非线性偏振旋转的可调谐多波长掺铒光纤激光器

实现了一种基于非线性偏振旋转(NPR)的可调谐多波长掺铒光纤(EDF)激光器.偏振相关隔离器和保偏光纤(PMF)是激光器的关键组件.非线性偏振旋转会引起腔体的自滤波和光强的峰值限制效应,从而能有效地减弱掺铒光纤均匀加宽所造成的强烈模式竞争,形成稳定的常温多波长振荡.腔损耗的色散特性使激光输出波长在5 am内可连续调谐.由于激光腔的自滤波周期由腔内双折射强度决定,也可以通过改变保偏光纤的有效长度来实现.当用两段保偏光纤和偏振控制器组合后,实验中得到了间隔为0.25 nm和0.75 nm可调谐的稳定多波长振荡.     

双采样率分离混叠相同频率的基本理论和方法

当前宽带微波接收机的数字化只能采用时域欠采样技术,应用欠采样技术必然会由于混叠效应而产生频率估计模糊。当这些混叠频率各不相同时,已有一些解频率模糊的方法可用,但当几个同时到达信号的频率精确地混叠到同一个频率上时,这些解频率模糊的方法已显得无能为力。为此提出一种用双采样率分离相同频率信号的方法,论述其机理,并证明几个重要定理及有关性质。     

基于偏振复用的光OFDM系统

通过实验对比分析了偏振模色散对相干光OFDM、直接检测光OFDM以及光QAM信号的影响,在此基础上给出基于偏振复用的光OFDM系统,并就不同PMD对信号的影响进行了仿真实验,同时给出了均衡补偿的设计思路.     

基于ICA的混叠声目标的分离和评价

本文提出一种基于独立分量分析战场混叠振动目标盲分离方法,并且采用相关系数来评价分离信号与源信号的对应关系.实验表明,分离声信号从波形上看很好地保持了原始信号的波形,采用相关系数评价标准能较准确地确定分离信号和源信号的次序,该方法在混叠声目标分离中具有可行性.     

CD Radio带内数模混叠同播系统的整体架构设计

随着通信技术的不断发展,HD Radio经过不断和改进和优化,性能也得到了很多的提升。笔者主要设计了数字广播技术方案CDRadio的整体架构设计,希望对完善我国现有CD音质质量起到一定的借鉴意义。     

基于温度闭环反馈的He-Ne激光器热稳频系统

为了提升激光回馈测量系统中He-Ne激光器的性能, 解决激光回馈镜不断移动时频率无法使用传统方法稳定的技术问题, 采用基于温度反馈控制激光器管体温度的闭环被动稳频的方法, 进行了理论分析和实验验证, 研究了不同管体温度与环境温度差值下频率稳定性。结果表明, 系统最佳温差为25.6℃; 在此温差条件下稳频后, He-Ne激光器波长波动范围达10-4, 即频率稳定性达到1.61×10-7, 功率漂移量低于3.20%。该系统可以根据环境温度的变化调节稳频温度点, 并且稳频结构简单, 满足激光回馈一般应用系统稳定性的要求。     

He-Ne激光消偏振分光膜

该膜系是一种新型的对He-Ne激光消偏振分光膜系,其设计技术简单,工艺制造便利,消除了在He-Ne激光中的偏振光。从而能获得相当稳定的两束光。     

内腔He-Ne激光器的位相各向异性与偏振特性

较全面地报道了与位相各向异性有关的内腔He-Ne激光器振荡模偏振特性实验资料,并借助于Lamb理论对实验现象作了理论解释。     

双纵模He-Ne激光器的多普勒测速系统

为了进行高速及超高速测量,提出了一种基于双纵模He-Ne激光器的多普勒测速结构。阐述了双纵模激光多普勒测速的基本原理,设计了系统的光路结构,并运用数字滤波、数字自相关技术对多普勒信号进行处理。理论分析与实验结果表明:双纵模激光多普勒测速系统利用相邻两个纵模的拍频作为基频大大减小了比例因子,解决了系统进行高速及超高速测量的难题;数字滤波去除直流基底和部分噪声;自相关技术进一步抑制噪声,提高了信噪比,便于精确提取多普勒频率。测量了高速转盘上待测点切向运动的速度,测量结果的重复性精度优于0.8%。     

He-Ne激光器功率调谐位移传感激光器

阐述了一种新型的HeNe激光位移传感器,具有自校准功能以及没有原理上的误差。利用频率分裂技术,将一个纵模间隔分为4个宽度相等的区间,在这4个区间内激光器具有不同的光功率输出。当一个频率移动过这样的一个区间,相当于激光器的一个腔镜移动了λ/8。可移动的反射镜与被测工件相连。这样,一支HeNe激光器变成了一个不用干涉现象的位移传感器,其测量范围可达10mm,测量精度可达0.079μm,并具有判向的功能。     

基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析

为了有效抑制大气扰动等因素对空间激光通信性能的影响,介绍一种采用新型调制方式圆偏振移位键控（Circle Polarization Shift Keying,CPolSK）的大气激光通信系统,并简述其工作原理。给出了CPolSK的系统模型,并对系统中影响通信性能的因素进行了分析。主要考虑了探测器噪声和灵敏度、大气信道衰减和发射功率四项主要参数对通信性能的影响,并采用OptiSystem软件对偏振移位键控系统通信过程进行实验研究,结果表明,相同通信条件下,基于CPolSK的大气激光通信系统的综合性能明显优于OOK系统。     

基于ATmega16的数字光栅位移测量系统

光栅尺测量系统在当今测量系统中占有很大的比重,以其高精度、高稳定性广泛应用在精密仪器加工和数控机床上。目前市场上与光栅尺匹配的数显表很多,但是大部分体积偏大而且需要手动人工按键。利用单片机的外部时钟触发功能设计的测量系统,对光栅尺的位移信息进行采集和解析,从而实现对光栅尺的读数功能。首先介绍了系统所用的器件,在详细分析系统功能的基础上,进行了系统硬件设计和系统软件设计,并基于实际中存在的问题提出了解决方案。设计的光栅位移测量系统具有价格低廉、接口方便、工作稳定等优点,基本满足光栅尺的读数要求。     

基于偏振混沌环形激光器的光纤分布传感系统

以混沌对初值的敏感性作传感机理,提出一种基于偏振混沌环形激光器(PCRL)的分布光纤传感系统,并从理论和实验上研究其检测特性。数值计算和初步实验结果表明,利用PCRL输出时域波形的变化可检测引起光纤延迟角改变的应力和振动。为提高观测灵敏度,进而提出一种比直接观察波形更有效的方法,即通过监测相邻环形周期时间内混沌波形的互相关函数峰值来检测偏振混沌分布传感系统是否受到扰动,而且这种检测方法还能对扰动进行定位。初步实验结果表明,PCRL可用于检测引起光纤横向受冲击的分布传感。     

利用非线性偏振旋转效应的可调谐多波长光纤激光器

提出了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应的可调谐多波长掺铒光纤(EDF)激光器,非线性偏振旋转诱导的强度相关非均匀损耗有效地抑制了均匀加宽增益介质掺铒光纤中的模式竞争,使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出。其中利用保偏光纤和偏振相关隔离器组成的等效Lyot 双折射光纤滤波器作为波长选择器件,该滤波器可以通过选择合适的双折射光纤长度改变波长间隔,调节偏振控制器改变偏振态实现对波长的精密调谐。实验采用10 m长的保偏光纤(PMF),得到了波长间隔为0.35 nm、最多17个波长的稳定激光输出,并且实现了输出波长在4 nm范围内的连续可调谐。分别采用10:90、30:70和50:50的输出耦合器,激光信号分别从10%、30%和50%的端口输出,得到了最多17、14和13个波长的输出,其波长功率浮动分别为13 dB、10 dB和7 dB,另外,其最大输出功率分别为-7 dBm、-3 dBm和0 dBm。实验结果表明,输出耦合器输出端比例越大,输出波长就越少,各波长激光输出功率越平坦,且输出功率越高。     

高灵敏度的光子偏振激光雷达系统

在空间目标探测中,由于远距离、小目标的特点,回波信号十分微弱,传统的激光雷达不能很好地探测如此微弱的信号。而且现在空间目标探测不仅需要距离信息,还希望获得目标的强度、偏振等更加多维的信息。提出了基于Gm-APD单光子灵敏度探测器的四路光子偏振探测系统,以Gm-APD探测器的泊松概率响应模型为基础,推导了回波微弱信号的强度解算公式,通过四路的强度解算出回波信号的偏振信息,在实验室搭建了四路Gm-APD光子偏振探测系统的原理样机,并介绍了四路Gm-APD光子斯托克斯参量的探测实验。在平均每个脉冲回波能量为7.7810-19 J的情况下,获得3.95%的线偏振误差和5.84%的椭圆偏振误差的探测结果。