基于均值漂移和模糊积分融合的高光谱图像分割

针对高光谱图像的特殊性,给出了一种基于均值漂移和模糊积分融合的高光谱图像分割算法。依据高光谱图像各波段间高度的相关性将其分为若干组,通过主成分分析对各波段子集进行降维。在此基础上,采用均值漂移算法计算各波段子集图像的聚类中心进而实现分割,再利用模糊积分融合各波段子集的分割结果。仿真结果证明了该算法的有效性。     

Analytical solutions of coupled-mode equations for microring resonators

We present a study on analytical solutions of coupled-mode equations for microring resonators with an emphasis on occurrence of all-optical EIT phenomenon, obtained by using a cofactor. As concrete examples, analytical solutions for a 3×3 linearly distributed coupler and a circularly distributed coupler are obtained. The former corresponds to a non-degenerate eigenvalue problem and the latter corresponds to a degenerate eigenvalue problem. For comparison and without loss of generality, analytical solution for a 4×4 linearly distributed coupler is also obtained. This paper may be of interest to optical physics and integrated photonics communities.     

仿选择性注意机制的语音情感识别算法

有效特征的选取一直都是语音情感识别算法的关键。为此,针对语音情感特征选择与构建的问题,一种仿选择性注意机制的语音情感识别算法被提出。考虑到语音信号的时频特性,算法首先计算语音信号的语谱图;其次,模仿选择性注意机制,计算语谱图的颜色、方向和亮度特征图,归一化后形成特征矩阵;然后,将特征矩阵重排列并进行PCA降维,形成情感识别特征向量;最后,利用改进的支持向量机分类方法进行语音情感识别。对愤怒、恐惧、高兴、悲伤和惊奇5种情感的识别实验显示,基于选择性注意的方法能够获得较好的识别效果,平均识别率为85.44%。相比于韵律特征和音质特征,语音情感识别率至少提高10%;相比于其它语谱特征,识别率提高7%左右。     

CN HCCB TBS 的LOFA 与真空室内LOCA 初步分析

基于CN HCCB TBS 的最新设计,用RELAP 5 软件对失流事故(LOFA)和真空室内失冷事故(In-vessel LOCA)这两种假设基本事故进行了分析。结果表明,CN HCCB TBS 在这两种事故工况下的安全性是有保证的,并且热工水力学瞬态分析能给出有关发生事故时TBM 安全性相关性能的信息,从而提出了所需要的各种安全保护系统及其动作的时间。     

聚变堆第一壁连续W/Cu 梯度材料的热工性能优化

针对不同体积分布指数p的W/Cu连续功能梯度材料的偏滤器第一壁结构,采用有限元软件计算了 8MW•m⁻²稳态运行热加载以及等离子体破裂条件下1GW•m⁻²热流冲击下的力学响应。相同稳态加载条件下,W/Cu 连续功能梯度材料的最优分布指数与分层梯度材料存在较大差异,其最优等效应力比分层梯度材料要小26%,表现出更优异的性能。在热冲击响应过程中,连续梯度W/Cu材料塑性损伤随p值不同也存在较大变化,其最优p值与其稳态运行时热应力最优p值存在一定差异,从第一壁应用条件考虑,应综合选取,最佳p值在1.2附近。综合来看,连续梯度W/Cu材料具有更连续变化的热物理属性及力学性能,在聚变堆第一壁结构设计中具有更大的应用潜力。     

基于分形理论的不同草原可燃物及裸土野外光谱识别研究

草原火灾一直是影响我国草原生态系统的重要因素,对其展开研究具有重要的现实意义。遥感技术的发展,为草原火灾的相关研究提供了详尽准确的数据,节省了大量的人力物力和财力。但在实际应用中,如何识别不同可燃物及裸土一直是难点问题。试图将分形理论应用到枯草及裸土的光谱识别研究中,为上述问题寻找新的研究思路和方法。该研究运用美国ASD公司的FS3地物光谱仪对吉林省长岭县西部草场的优势种羊草(Leymuschinensis)、芦苇(Reed)、虎尾草(Chlorisvirgata)、全叶马兰(Kalimerisintegrifolia)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)的枯萎植株及裸土进行了野外光谱测量。并利用Matlab工具,对上述研究对象的平均野外反射光谱曲线进行了包络线提取和分形盒维数的计算。经过光谱分析,裸土和虎尾草的野外光谱反射强,羊草、芦苇和蒙古蒿的野外光谱反射相对较弱,但彼此的谱型较为相近,较难识别区分。而全叶马兰的平均野外光谱反射强,且谱型与其他研究对象有较大差异,可以很好的识别。通过分形分析,研究对象的平均野外反射光谱曲线与包络线具有典型的分形特征。以分维数作为分类指标,对研究对象进行聚类分析,完成了不同地物的野外光谱识别。该方法与传统光谱分析的方法相比,能够更好地利用数学方法,客观的通过识别参数对目标进行识别,为今后进行其他种类枯草的识别和提取研究提供了新的思路和方法。     

小型球形脉冲氙灯光谱分析与实验测定

作为分析仪器和医疗仪器光源,脉冲氙灯的光谱特性直接影响着仪器的整体性能。为了研究脉冲氙灯放电回路参数及几何参数对其光谱特性的影响,利用气体放电理论分析了脉冲氙灯发光过程,设计了光谱检测系统,实验测定了脉冲氙灯在不同放电参数下的光谱特性。结果表明：脉冲氙灯光谱由连续谱和线状谱组成,连续谱有离子复合和韧致辐射产生,线状谱由电子能级跃迁产生。相对光谱辐射能量随着放电电压升高呈近似线性增长、并随着储能电容的变大而变大。在放电电压较低时,弧长较短时相对光谱辐射能量较大;在放电电压较大时,弧长越长相对光谱辐射能量越大。对于脉冲氙灯工作参数选取以及应用生产具有重要的意义。     

基于漫反射光谱法下层组织信息的最佳探测位置的研究

由于人体组织结构的复杂性和个体差异性,采用光谱分析技术实现组织内部信息的检测方法中,仍存在着检测位置不明确的问题。采用多位置空间分辨漫反射光谱法对脂肪肌肉组织中内部信息的最佳探测位置进行了研究。由于目标组织为肌肉组织,为了消除由于不同人体皮下脂肪层厚度的差异以及目标层中多次后向散射光对测量结果引起的较大误差,并根据光在复杂生物组织中的传输模型,通过增加约束条件——两条理想的“香蕉型”路径—来定义有效光子比SNR,并以SNR作为评价最佳探测位置SDS_best的标准,对优化后的Monte Carlo仿真结果进行统计分析,分别研究了脂肪层厚度h_f、脂肪层吸收系数μ_af和肌肉层吸收系数μ_am与光源探测器间距SDS之间的关系,并以h_f为自变量与SDS_best建立线性回归模型。研究表明,(1)当0<h_f<0.6 cm时,μ_af和μ_am对SDS_best几乎没有影响,而h_f与SDS_best的建模相关系数R2为0.991 8;(2)任取脂肪层厚度值0.12与0.22 cm作预测,得到预测误差分别为0.030 14和0.020 16,预测误差均能控制在5%以内。该方法能更方便、快速地为测量组织内部信息确定最佳检测位置,并有效削弱浅表组织以及目标层中多次背向散射光的干扰。     

激光全息光刻技术在微纳光子结构制备中的应用进展

微纳光子结构研究随着光子学、半导体物理学及微加工技术的发展而逐渐蓬勃开展,并在其结构、理论、制备技术等方面取得了系列进展。受限于目前的微加工技术水平,要成功制备大尺度、高质量的光子材料仍然存在着一定挑战。激光全息光刻技术作为一种简便快捷的微结构制作技术已经发展成为一种经济快速制作大面积微纳超材料及光子晶体模板的重要手段。介绍了激光全息光刻技术的原理,详细阐述了该技术在制作三维面心立方、木堆积结构、金刚石结构光子晶体以及光学周期类准晶、手性超材料、周期性缺陷结构等微纳光子结构中的应用研究进展。激光全息光刻技术成功制作微纳光子结构为光子材料在更多领域的广泛应用提供了基础和方法。     

槲皮素作为荧光探针对氟离子的识别作用

槲皮素为天然黄酮类化合物,广泛存在于植物的根、茎、叶、花和果实中。槲皮素作为荧光探针检测氟离子不仅具有较好的选择性和灵敏度,而且与合成的荧光探针比,还具有来源广、环保、无毒等优点。实验将不同阴离子(F-,Cl-,Br-,I-,ClO-₄,H₂PO-₄)分别加入到槲皮素的二甲基亚砜(DMSO)溶液中,考查槲皮素溶液的荧光强度变化。实验发现当加入氟离子后,槲皮素在500 nm处的荧光发射峰的强度降低,发生荧光猝灭,且其猝灭程度随着氟离子浓度的增大而改变,即荧光强度随着氟离子浓度的增大而减小,并呈线性变化。而其他阴离子的加入对槲皮素和槲皮素-氟离子体系的荧光发射强度影响不大,说明其他阴离子不影响槲皮素对氟离子的识别,显示了槲皮素对氟离子具有较好的选择性。由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对氟离子的滴定方程为：y=-13.36x+173.4,线性关系为R2=0.991,线性范围为1.0×10-6～8.0×10-6 mol·L-1,最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1,表明槲皮素对氟离子的识别具有较高的灵敏度。进一步实验表明槲皮素识别氟离子的机理可能是氟离子的加入破坏了溶液体系的氢键,改变了槲皮素分子的共轭状态,发生分子内电荷转移,促使槲皮素荧光猝灭。用该法成功检测了样品中微量氟离子,回收率为100.67%～102.44%,精确度较好,测定结果稳定。