基于高光谱的苹果树冠层磷素状况估测模型研究

利用高光谱技术估测了苹果树冠层的磷素含量。先用ASD Field Spec3型地物光谱仪测定了春梢停止生长期苹果树冠层的高光谱反射率,并对光谱数据进行了多种变换处理。然后对其与磷素含量进行了相关分析,找出了与磷素相关性较显著的光谱参量,并通过逐步回归分析建立了磷素估测模型。结果表明,近红外波段是苹果树冠层磷素的敏感波段;808 nm、921 nm、1195 nm、1272 nm及其组合的归一化红外光谱指数与苹果树冠层磷素高度相关。在构建的估测模型中,以808 nm、921 nm、1195nm、1272 nm及其组合的归一化红外光谱指数为自变量构建的高光谱估测模型的估测效果最佳。该研究实现了苹果树冠层磷素含量的快速估测,同时也为苹果的实时营养诊断提供了理论依据。     

Compressed sensing of complex-valued data

Compressed sensing (CS) is a recently proposed technique that allows the reconstruction of a signal sampled in violation of the traditional Nyquist criterion. It has immediate applications in reduction of acquisition time for measurements, simplification of hardware, reduction of memory space required for data storage, etc. CS has been applied usually by considering real-valued data. However, complex-valued data are very common in practice, such as terahertz (THz) imaging, synthetic aperture radar and sonar, holography, etc. In such cases CS is applied by decoupling real and imaginary parts or using amplitude constraints. Recently, it was shown in the literature that the quality of reconstruction for THz imaging can be improved by applying smoothness constraint on phase as well as amplitude. In this paper, we propose a general l_p minimization recovery algorithm for CS, which can deal with complex data and smooth the amplitude and phase of the data at the same time as well has the additional feature of using a separate sparsity promoting basis such as wavelets. Thus, objects can be better detected from limited noisy measurements, which are useful for surveillance systems.     

行阶梯观测矩阵、对偶仿射尺度内点重构算法下的语音压缩感知

基于语音信号在离散余弦域上的近似稀疏性,针对采用随机高斯观测矩阵及线性规划方法进行语音压缩感知与重构时,重构零(近似零)系数定位能力差而导致重构效果不好的缺点,本文提出一种新的行阶梯矩阵做观测矩阵,用对偶仿射尺度内点重构算法对语音进行压缩感知与重构,并对该算法下的重构性能进行理论分析.语音压缩感知仿真结果表明,在离散余弦基下,压缩比(观测序列与原始序列样值数之比)为1∶4时,行阶梯观测矩阵下的平均重构信噪比比随机高斯观测矩阵下提高9.73dB,平均MOS分比随机高斯观测矩阵下提高1.22分.     

HoCoO_3纳米材料的结构改性与气敏性能

利用溶胶–凝胶法成功合成了Cu2+掺杂改性的HoCoO3纳米材料。经X射线粉末衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)表征后发现,所得HoCoO3纳米材料具有纯相的钙钛矿结构,其晶粒粒径为50~130 nm。将改性及未改性HoCoO3纳米材料分别制成气敏元件,并对其电性能和气敏性能进行对比研究,结果发现Cu2+掺杂可以明显降低HoCoO3气敏元件的电阻,并显著提高其对汽油的灵敏度和选择性。这表明Cu2+掺杂改性的HoCoO3纳米材料将来极有可能成为一种良好的汽油敏感材料。     

光源谱型对保偏光纤应力传感信号的影响

保偏光纤对入射的线偏振光具有偏振保持能力,用白光干涉系统可实现准分布式应力、温度和位置传感。超辐射发光二极管(SLD)当驱动电流较小时,光谱服从高斯分布;随着驱动电流增加,中心波长向短波方向漂移,光谱畸变,可用两个高斯函数相加拟合。本文详细分析了SLD光源在不同驱动电流下的谱型分布及拟合曲线,并在保偏光纤应力传感系统中进行了实验,实验结果表明随着光源输出功率增加,在耦合点两侧对称分布着伪耦合点。当光源功率为15 mW时,伪耦合点的耦合强度比力致耦合点的耦合强度约小15 dB。     

基于ARM和GPRS的远程监测终端设计

针对分布比较分散,场所不固定,或是环境比较恶劣的监测现场,提出了一种通用的远程监测终端的设计方法。终端具有模块化的数据采集功能,并采用ARM9处理器和Linux操作系统,用Qt/Embedded编写终端应用程序,使其具有良好的人机交互界面,并对数据进行分析处理,采用GPRS（通用无线分组业务）无线通信技术将处理过的数据发往监测中心,存入数据库。实际实验证明,该终端数据处理速度快,精度高,实时性好,可以满足一般监测现场的要求。     

SIFT局部特征描述算法在图像版权搜索中的应用

对图像的内容进行准确快速的描述是图像检索技术中研究的重点和难点,传统的图像特征提取方法鲁棒性较差,无法检索出修改过的图像。SIFT特征对局部特征描述能力好,同时对尺度缩放、旋转、平移、仿射变换、光照变化、剪切、降维等修改具有良好的鲁棒性,并且可以应用在多种场景下,但Lowe提出的SIFT算子的提取复杂度和匹配复杂度都非常高。为了应用SIFT对图像的描述能力及其鲁棒性,并提高效率,对SIFT的提取算法进行了修改,消除可以引起边缘响应的部分极值点,消除图像细节丰富的局部过邻近点,消除图像背景中的低对比度点,以降低算法复杂度。同时在特征提取时增加位置限制和幅度限制以降低特征点的数量,从而在匹配效率上也能得到提高。仿真实验表明,该方法在保证图像检索准确度的同时,提高了算法的效率上。     

基于稀疏表示及光谱信息的高光谱遥感图像分类

该文结合稀疏表示及光谱信息提出了一种新的高光谱遥感图像分类算法。首先提出利用高光谱遥感图像数据集构造学习字典,然后根据学习字典计算每个像元的稀疏系数,从而获得像元的稀疏表示特征,最后根据稀疏表示特征和光谱信息分别构造随机森林,通过投票机制得到最终的分类结果。在AVIRIS高光谱遥感图像上的实验结果表明：该文所提方法能够提高分类效果,且其分类总精度和Kappa系数要高于光谱信息和稀疏表示特征方法。     

机器人柔性触手形状的光纤传感及重构方法

为了解决机器人与外界交互时形状感知的需求,本文提出了一种基于FBG的用于解决机器人触手形状感知的方法。采用无粘结剂的形式将光纤光栅植入柔性硅胶片中固定,当柔性硅胶片紧贴所测物体表面时,硅胶片发生的形状变化将带动植入光纤的形状变化。通过光纤波长漂移量和弯曲曲率的关系,结合曲面重构算法构建出所测物体的表面形状,同时对柔性传感器的灵敏度进行了分析。实验证明了形状感知系统的可行性及稳定性,其灵敏度为65.822 pm/m-1,空间分辨率为3 cm,测量误差在2.9 %左右。该传感器结构简单,抗干扰性能良好,可通过改变光纤植入的深度及光栅之间的距离调节其灵敏度和空间分辨率以适应不同的情景,为执行机器人触手形状感知提供了参考。     

偏振云检测中基于多目标优化的角度选择研究

多角度信息在扩展云检测功能、提高检测精度等优势的同时,带来多角度遍历计算的复杂度和数据规模增大的问题。云检测角度信息来自地表的二向性反射分布函数和大气分子散射效应,尽管在局部区域内存在用分析解确定某些观察角的可能性,但由于卫星运动观察几何变化、云几何因子的影响、地物调查的巨大工作量等实际应用的复杂性,POLDER等官方产品仍采用所有角度遍历计算。由于邻近角度间信息的冗余,文章用平均联合信息熵和K-L信息散度作为角度子集选择的特征,提出了Pareto多目标前沿最优解和理想解算法,在POLDER和"高分五号"卫星搭载的多角度偏振探测仪(directional polarimetric camera,DPC)的数据集上进行云检测实验。2角度组合结果与POLDER产品相比,总体精度89.36%,Kappa系数0.7845,DPC检测分类相似度86%,时间复杂度减少约1/7。实验表明所提方法在保持检测效果的同时具有降低计算开销的优点,可为云检测提供一种快速有效、满意精度和自动化运行的新途径。