数字微镜光谱仪的互补S编码矩阵的设计及实验

数字微镜光谱仪在应用中编码矩阵的选取至关重要。最佳的理论编码矩阵H矩阵存在非循环、编码复杂、双光路系统实现困难的问题而得不到广泛应用;而最佳实用S矩阵较H矩阵信噪比提高优势略逊。为此本文针对数字微镜光谱仪设计了一种互补S编码矩阵,介绍了其构造、实现过程以及对杂散光和暗电流噪声的削弱作用,通过对其噪声改善程度理论的分析,说明该算法结合了H矩阵与S矩阵的优点,达到了理论与实用的双优。经实验验证,该算法较S矩阵编码模板信噪比提高了2.05倍。     

压缩感知光谱成像技术的编码孔径与探测器匹配优化

编码孔径光谱成像仪在实际应用中存在着编码模板与探测器分辨率不匹配从而降低系统分辨率的问题。针对该问题进行了两种情况分析,并通过数学理论建模给出了相应的解决方案。对于编码模板分辨率高于探测器分辨率这一情况,提出引入邻域嵌入超分辨技术的方法,实现了基于压缩感知的超分辨光谱成像。对于编码模板分辨率低于探测器分辨率这一情况,提出区块阈值划分的编码孔径,将编码微元按照区块阈值重新划分并进行灰度分级,从而实现低分辨率编码模板的高分辨率编码孔径。利用梯度投影稀疏重构(GPSR)算法进行数据立方体重建,实验结果表明:运用基于超分辨理论的编码孔径快照光谱成像系统所测得的光谱图像更精准,内容更丰富;采用基于区块阈值划分的编码孔径的编码孔径快照光谱成像系统具有更高的空间分辨率和光谱分辨率。结果证实优化后的编码孔径快照光谱成像系统,其分辨率和成像质量大幅度提升,并实现了高分辨率元件的100%利用。     

改进的JPEG-LS编码方法在飞行试验中的应用

本文提出了一种JPEG-LS编码改进方法,编码过程遵循JPEG-LS的无损模式。提出JPEG-LS编码器,该编码器能产生比其他的JPEG-LS编码器更高速率的编码效率。理论分析和实验表明本编码方法具有更高的编码效率和更低的误码率,适合应用于飞行试验中。     

时间反转法在水下通信中的应用

将时间反转法应用于水下扩频编码通信,在分析水下波导中时间反转自适应聚焦特性的基础上,研究了时间反转法克服多径效应对编码信号造成的波形畸变,采用BPSK(Binary Phase Shift Keying)编码方式,选取7位巴克码(Barker code) 作为扩频编码信号的码型,在实验水槽内进行了时间反转法用于水下通信的实验研究并进行了相应的理论分析。理论和实验证明了时间反转法能获得聚焦增益并提高编码信号相关解码时的主副瓣比,因此时间反转法应用于水下编码通信时,可望降低误码率和提高水下通信距离。     

用特征编码模板实现多模式分类识别的方法

以编码理论和神经网络优化算法为基础,提出了一种构造编码模板用于识别某一类模式集的方法,并以26个大写英文字母的识别作为实验进行了研究。     

光学并行阵列逻辑门系统整体结构以及液晶编码脉动进位加法器的优化设计及其实现

本文报道了利用布尔偏振编码逻辑代数(BPLA)理论来设计光学并行阵列逻辑门及液晶编码脉动进位加法器的详细过程,最后给出了加法器的实验结果。     

光学并行阵列逻辑门系统整体结构以及液晶编码脉动进位加法器的优化设计及其实现

本文报道了利用布尔偏振编码逻辑代数（ＢＰＬＡ）理论来设计光学并行阵列逻辑门及液晶编码脉动进位加法器的详细过程，最后给出了加法器的实验结果。     

光存储系统中的游程长度受限编码

游程长度受限编码广泛应用于光(磁)存储系统中,通过将用户数据转换为符合特定信道约束的码元序列,从而提高数据传输的效率与可靠性。较为系统的介绍了游程长度受限编码的基本理论,从原理上分析了有限状态编码器与滑块分组译码器模型,并对主要的编码构造方法进行了概述,展望了游程长度受限编码的发展方向。     

基于两步迭代收缩阈值的编码孔径光谱数据复原算法

编码孔径光谱成像仪根据压缩传感理论,对物体进行光谱成像。编码孔径光谱数据复原的特点在于能将探测器上所得到的二维编码像复原成三维的数据立方体。两步迭代收缩阈值算法是在迭代收缩阈值算法和迭代加权收缩算法基础上加以改进而得出的,采用两步迭代收缩阈值算法对编码孔径光谱数据进行复原,成功地由二维编码像复原出了三维数据立方体,具有迭代步数少,收敛速度快的特点。     

基于编码孔径的一维光谱压缩方法研究

在研究现有光谱压缩概念和方法的基础上,提出一种新型的压缩方法。不同于各种基于软件算法的光谱压缩,提出一种利用编码孔径的硬件实现方法。在光学系统中加入编码孔径对光谱进行光学压缩,可以实现光谱数据的瞬时编码,经编码孔径压缩的光谱可以通过与编码形式对应的解码算法重建。在此基础上研究了编码解码的具体形式。提出基于小波变换和缺陷矩阵理论的两种编码板形式,以及基于小波逆变换和稀疏矩阵梯度投影的迭代算法的解码重建算法。用实物光谱进行模拟,比较不同的编码形式的压缩比和保真度。提出存在采用低采样频率压缩编码还原具体光谱信息的可能性,并总结了压缩编码的一般原则。     

编码曝光相机系统设计

在研究编码曝光理论基础上,设计了应用型嵌入式编码曝光相机系统。在采集运动目标图像时,按照预设的编码时序控制曝光快门,得到了光生电荷多次叠加一次转移的图像。该图像为具有编码曝光信息的运动模糊图像,有更多的图像细节信息。编码曝光图像信号经过AD转换后将数据暂存在数据存储器,再经核心器件解码模块输出复原图像。实验结果证明,编码曝光相机能有效解决线性运动模糊问题。在相同测试条件下,利用无参考图像评价指标测试,编码曝光条件下复原图像质量的指标平均值均比一般单次曝光条件下复原图像质量提高了近2倍。     

基于压缩感知的菲涅尔孔径编码无透镜成像（特邀）

为了降低菲涅尔孔径编码成像的传输带宽,改善小尺寸像感器拼接成像质量,提出菲涅尔孔径编码成像的压缩感知重建算法。基于压缩感知理论框架对部分采样的编码图像重建可行性进行分析,指出压缩感知重建误差随波带片常数缩小而降低。根据重建图像中孪生像和原始像在梯度域稀疏性的差异,引入全变差正则化实现抑制孪生像的效果。建立压缩感知理论框架下图像重建目标函数,利用交替方向乘子法进行求解。结合编码图像的能量分布和采样模式的可实现性,测试了矩形采样和辐射线采样两种模式,对不同采样数据量下重建图像质量进行分析。结果表明,辐射线采样模式相比矩形采样模式具有更高的图像采样效率,且仅通过7.3%的实验测量数据就可以获得质量良好的图像,为多块小尺寸像感器拼接成像提供了理论基础,有利于拓展编码掩膜无透镜成像的应用领域。     

用三比特海森堡XXZ模型实现量子稠密编码

本文主要研究利用各向异性三比特海森堡XXZ模型实现量子稠密编码的理论可行性问题并讨论在有限温度下,xy平面上的耦合常数J,z方向的耦合常数Jz,以及外加磁场对稠密编码信道容量的影响。结果表明,耦合常数J对量子稠密编码信道容量起到积极作用。尽管耦合常数Jz,外加磁场B及温度T均抑制量子稠密编码的信道容量,但是在一定范围内J总可以抵消这些参数的消极作用并提高信道容量。     

多阶光存储的调制原理分析与编码设计研究

根据编码理论的状态切分算法，提出一种新型的8阶(1,3)游程长度受限码，在最小记录符上能够存储3.0比特的用户数据，并且编码与译码逻辑简明，可用于未来高密度多阶游程长度调制光盘系统.     

用矩形光栅作X—射线片的密度假彩色编码

由于彩色图片比黑白图片易于识别,所以,黑白图像的假彩色合成受到很大的注意。黑白图像的假彩色编码主要有两类技术,即按空间频率的编码和按密度的编码。目前,己有人研制成多种光学假彩色编码技术。^[1-4]利用白光系统作黑白图像的假彩色编码有其独特的优点。它不需要贵重的多色激光器,没有激光引起的散斑噪声,色彩鲜明。本文阐述了用矩形光栅作x—射线片密度假彩色编码的理论与实验。从频谱分析的观点出发,分析了用矩形光栅对图形进行编码时,它的高级谱所形成的像,与其零级谱所形成的像对比度相反的原理。^[5]解释了实现对比度反转的条件.给出了在白光系统中,对x—射线胸片和细胞切片编码的结果。     

伪随机码光栅锐化光栅于涉仪条纹

本文报道了伪随机序列编码的光栅干涉仪,可以取得锐化条纹,给出了理论分析和实验结果.     

银盐干板漂白后的相位编码在光学图像处理应用中的几个问题

本文以Ronchi栅为例,讨论了银盐干板漂白后形成的透射型相位编码片在白光图像处理应用中的几个问题:1.相位变化在一定范围内,和未漂白的编码片再现同样的图像,但衍射效率有所提高;2.相位变化超过一定范围,会产生密度假彩色化的现象;3.应用于假彩色密度编码时所出现的问题;4.其它形式的相位编码片,也有同样现象出现.文中给出理论分析和实验结果.     

信息光学 光学记录、存储与器件

TP333.42006054289光存储系统中的游程长度受限编码=Run-length-li mitedcodes for optical storage system[刊,中]/胡华(清华大学精密仪器与机械学系,光盘国家工程研究中心.北京(100084)),徐端颐…//光学技术.—2006,32(3).—323-326,329游程长度受限编码广泛应用于光(磁)存储系统中,通过将用户数据转换为符合特定信道约束的码元序列,从而提高数据传输的效率与可靠性。介绍了游程长度受限编码的基本理论,从原理上分析了有限状态编码器与滑块分组译码器模型,并对主要的编码构造方法进行了概述,展望了游程长度受限编码的发展方向。图4参16(…     

定点脉冲线性预测编码方法研究*

在多脉冲线性预测编码的基础上,本文提出了位置无关脉冲搜索算法。该算法不需要搜索脉冲位置,而是根据给定的脉冲位置一次性解出脉冲幅度矢量。这就保证了得到的脉冲组合在最小二乘意义下是最优的,为改进合成语音质量提供了理论基础。进而在激励脉冲与位置无关的理论基础上,提出了定点脉冲线性预测编码方法。对所提出的算法在MATLAB下进行了仿真,仿真结果发现位置无关脉冲搜索算法得到的合成语音质量优于序贯法,编码时间也要比序贯法短。定点脉冲线性预测编码方法可以在2.7 kbps的编码速率下获得与G.729相近的合成语音。     

基于联合变换相关器的Dempster-Shafer理论计算

提出了用联合变换相关器(JTC)来实现证据理论概率分配函数正交和的光学计算,在理论上对于如何用联合变像相关器实现证据理论分配函数正交和作了详细的讨论,并作了相应的仿真测试,结果显示该方法是可行的。与John Caulfield提出的用声光器件矢量外积实现的正交和计算相比,在该结构中由于采用二进制编码的数值计算,因此其计算精度得到了提高,同时对联合变换相关器输入端二进制编码的数值空间位置的适当调整可以直接得到所需要的证据理论正交和矢量,在处理步骤上得到了简化。