荧光光谱信号的去噪算法研究

分析了目前两类去噪方法的优缺点.针对荧光光谱信号与高斯白噪声在频率上的差异,重点探讨了以光谱信号提取为主的去噪方法.对经验模态分解的相关理论进行了分析,提出了基于经验模态分解的荧光光谱信号的去噪算法,并与小波去噪法进行了对比,验证了经验模态分解在提高荧光光谱信号的信噪比上的优势.     

激光诱发自体荧光光谱在肿瘤诊断中的比较研究

较全面地介绍了在不同波长的激光诱导下，人体不同部位的正常组织和癌变组织的自体荧光光谱规律，并对它们的光谱特征进行了比较研究，比较结果表明人体正常组织与癌变组织的自体荧光光谱存在着显著差异，同时对产生差异的机制进行了探讨。     

周期误差自适应分离算法研究

动态测量误差信号通常为多分量的非平稳信号,可能包含非周期性趋势项误差、周期性误差、随机误差等分量,为了更精确的修正误差,需将各误差分量分离出来。主要研究周期性误差的分离,分别使用LMS算法和RLS算法构成神经网络自适应线性元件模型,实现周期性误差成分的分离,通过1个动态测试仿真系统进行验证,得出基于RLS算法的神经网络自适应线性元件模型在分离动态测量误差周期性成分时比LMS算法具有更好的实时性,更为高效、准确,说明了该方法的实用性和优越性。     

光纤式激光诱导击穿光谱实验平台开发

基于光纤传能设计并开发了光纤式激光诱导击穿光谱实验平台，该平台包含纳秒脉冲激光源、光纤光谱仪、数字延时发生装置等硬件设备，同时包含具备光谱数据显示储存、定量分析、结果报告等功能的配套软件。实验平台解决了激光-光纤耦合、激光馈出后的二次聚焦、光谱信号收集回传等关键技术。研究结果表明：所开发的光纤式激光诱导击穿光谱实验平台运行稳定；实现了材料元素组成远距离的自动化识别与定量检测。在激光诱导击穿光谱仪器设计、开发方面具备较好的参考价值。     

基于Kriging方法的三维荧光光谱插值

三维荧光光谱插值在数据预处理和数据解析中具有非常重要的地位.针对三维荧光光谱荧光峰变化缓慢的特点,从统计学的角度采用Kriging方法对其进行插值.鉴于变差模型和已知插值点的分布情况在Kriging方法中的重要性,分析比较了四种变差模型的插值结果并探讨了已知插值点个数引起高斯变差模型震荡的原因,最后给出了适合三维荧光光谱插值的Kriging方法.     

基于激光诱导击穿光谱的熔覆层表面性质研究

以激光熔覆技术为基础,采用激光诱导击穿光谱技术研究不同扫描速度下熔覆样件的硬度与光谱之间的相关性。收集不同硬度样品的光谱数据,提取其中离子与原子光谱线的光谱强度比,与样品的显微硬度做比较。研究表明,基于熔覆层的硬度、激光熔覆的工艺参数以及熔覆层成型差异,不同样品的谱线强度比不同。同一块样品中CrⅡ/CrⅠ的比值可以反应熔覆层不同区域的硬度关系。采用激光诱导击穿光谱技术可以评价熔覆成型质量。     

基于小波变换与低通滤波的多源图像融合方法

在多尺度分解的框架下,对像素级的多源图像融合,提出一种基于低通滤波与小波变换的图像融合算法.先将低空间分辨率的多光谱图像插值,使之具有与高空间分辨率全色图像相同的分辨率,然后再对多光谱图像低频分量和全色图像低频分量进行融合处理,得到一幅具有高空间分辨率的多光谱图像.将全色图像的低频分量和多光谱图像的低频分量进行融合,以达到增强光谱图像的低频分量空间特性效果.     

基于信息极大化的ICA混合语音信号盲分离算法的研究

混合语音信号的分离是盲分离的重要内容,也是信号处理领域的一个难题。独立分量分析是一种无需知道信号的先验信号而实现信号分离的盲源分离技术,本文介绍了独立分量分析的基本理论和算法,探讨了独立分量分析在混合语音信号分离中的应用,给出了信息最大化盲源分离算法并对瞬时混合语音信号进行了盲分离仿真。实验结果表明,该方法能有效地提高运算效率并获得较好的分离效果。     

半导体激光器发射光谱实验分析

文章分析了半导体激光器发射的荧光光谱、激光光谱 ,解释了光栅外腔选取单纵模、压窄线宽、波长调谐的机理     

基于峭度的独立分量逐次提取梯度算法

独立分量分析是一种有效的盲源分离和特征提取技术,在许多领域已获得成功应用。结合快速固定点算法和极大似然自然梯度算法的特点,提出了一种基于峭度的独立分量逐次提取梯度算法,编制了相应的计算程序,并设计仿真试验,试验结果表明,在信源满足独立分量分析的前提条件时,该算法具有较好的收敛性能,且分离效果较好。     

半导体激光器发射光谱实验分析

文章分析了半导体激光器发射的荧光光谱、激光光谱，解释了光栅外腔选取单纵模、压窄线宽、波长调谐的机理。     

部分相干脉冲高斯光束在远场的光谱异常行为

基于瑞利-索未菲衍射积分理论,推导出了部分相干脉冲高斯光束经光阑衍射后光谱的解析表达式,在此基础上研究了部分相干脉冲高斯光束在远场位相奇点附近出现的光谱异常行为及激光脉冲宽度T,截断参数δ,相干参数Δ对光谱开关和谱移的影响.结果表明,在临界衍射角θc附近光谱开关出现.激光束的脉冲宽度T,截断参数δ,相干参数Δ均影响衍射脉冲的远场光谱行为.通过改变脉冲周期T和截断参数δ及相干参数Δ可使光谱从红移到蓝移发生变化,这在信息编码中有潜在的应用.     

时间分辨自体荧光光谱区分人体正常和癌变结肠组织

实验测量了在405 nm的脉冲激光激发下,人体离体正常和癌变结肠组织在635 nm荧光发射峰的时间分辨自体荧光光谱特性。采用双指数衰减方程对时间分辨自体荧光光谱进行拟合,得到相应的平均荧光寿命。结果显示:人体正常和癌变结肠组织在405～635 nm激发发射波长条件下的自体荧光平均寿命分别为(4.87±0.75)ns和(13.27±3.31)ns,二者存在显著差异。采用时间分辨自体荧光光谱区分人体正常和癌变结肠组织的灵敏度和特异性分别为100%和93%。初步表明时间分辨自体荧光光谱有望用于诊断早期结肠癌。     

快速独立分量分析算法解析及其仿真

独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)是在信号处理领域中关于盲源分离应用的常用方法。该文论述了独立分量分析的基本原理和分离步骤;介绍了快速独立分量分析(Fast ICA)的优化判据和优化算法特点;并进行了Fast ICA计算机程序仿真:首先混合了方波信号、正弦信号和噪声信号,再利用Fast ICA算法进行分离。分离结果,除了波形的波幅、次序和极性发生变化之外,源信号的波形被很好地分离还原出来,证实了Fast ICA的可行性和正确性。     

一种基于扩展Infomax的自适应学习算法

独立向量分析根据信源统计独立特性对观测信号进行分离运算,扩展Informax算法既能分离超高斯信号,也能分离亚高斯信号,得到广泛的应用。本文基于扩展Infomax算法特点,提出了一种自适应的学习算法,该算法使得学习步长根据信号的代价函数变化而变化,克服了扩展Infomax算法在稳态步长调整过程中的不足,仿真结果证实了该算法的有效性。     

基于激光诱导击穿光谱测量偏差的物理影响因素研究

实际测量出来的LIBS光谱谱线与标准情况下的LIBS光谱谱线之间存在差值,所以作者提出针对激光诱导击穿光谱测量误差的外界因素研究,期望达到提高元素测量精确度的目的。为了能够找寻到实际有效的实验成果,在相同实验条件下,以烧蚀效应与光谱波长为对象进行测试研究,同时用激光诱导击穿光谱高温Mg等离子体,在1.00~3.00us的范围内收集延时下出现的斯塔克展宽数据。研究所得数据,从中找出烧蚀效应与斯塔克延迟时展宽等物理因素对采集光谱可能的具体影响。研究结果与研究方法完全与其他的激光诱导基础光谱实验等一致,适用于其他试验系统误差性分析,无疑有助于提高LIBS技术的物质元素测量精准度,对于研究LIBS技术的最佳采样延时时间具有同等重要意义。     

空气中YAG激光诱导Cu等离子体羽的研究

利用Nd:YAG脉冲激光诱导金属Cu靶,在空气中产生激光等离子体羽,获得了Cu等离子体羽的空间光谱;研究了等离子体谱线结构;分析了离焦量为-2 mm时,不同空间位置处等离子体的空间演化规律;并讨论了等离子体光谱的产生机制.     

基于SVD的改进混合高斯模型弱小运动目标检测算法

为了在提高弱小运动目标的检测准确度的同时满足实时性要求,提出了一种基于SVD的改进混合高斯模型弱小运动目标检测算法。针对普通混合高斯模型阈值选取没有针对性的问题,运用基于奇异值分解(SVD)的动态阈值调整更新方法,提高混合高斯模型对弱小运动目标检测准确度。实验结果表明,该算法能够准确、高效地检测特定弱小运动目标。     

基于平稳小波变换的高鲁棒性的边缘提取

借鉴平稳小波变换的多尺度分析思想,结合模糊聚类均值法,提出了一种高鲁棒性的图像边缘提取算法.该算法利用平稳小波变换的位移不变性,将小波分解后的分量进行配准构成一像素的特征向量,然后利用模糊c-均值进行无监督分类,分割图像,最后用Canny算子提取图像边缘.用一系列附加不同强度的高斯白噪声图像测试了该算法的有效性.实验证明在图像受到较强噪声(如附加高斯白噪声)污染时,该算法仍可检测到较好的边缘效果,展现出良好的鲁棒性.     

高斯光束参数实验教学软件的开发

基于最小二乘法原理,针对激光特性开发了一套适用于探测CCD获取图像和探测屏幕显示图像的准确测量激光光束发散角的软件。适合在多种场合下进行测量,不要求设备,不挑剔CCD型号,有利于学生深入理解高斯光束的意义。