最新刊期
      2022 年 第 6 期

        器件物理及器件制备

      • 周自平,黎垚,严银菓,江昊男,陈恩果,徐胜,叶芸,孙捷,严群,郭太良
        2022, 37(6): 661-679. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0068
        摘要：作为目前信息显示技术领域的热点，近眼显示设备的发展承载着人们对未来信息交互方式的美好愿景，同时，人们对于增强现实显示的需求也在不断提升，近眼显示中的AR显示无疑成为近年来研究的热点。伴随着显示技术的不断发展，高度微型化和集成化成为近眼显示中重要的发展趋势，微发光二极管（Micro Light-Emitting Diode，Micro-LED）显示技术在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和稳定性等方面相比于其他技术均有巨大的优势，是近眼显示设备较为理想的光源和图像显示源。本文从结构、制备工艺及挑战方面分析了Micro-LED显示技术的研究进展，从人眼的视觉特性出发综述了近眼显示的发展现状，总结了Micro-LED应用于近眼显示的优势，对比了各项技术的先进性和可实现性，最后对其发展进行了展望。  
        关键词：近眼显示;微型发光二极管;微显示;增强现实   
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        发布时间：2022-06-06
      • 杨梅慧,林伟瀚,于海,胡文党,谢沛川
        2022, 37(6): 680-686. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0032
        摘要：微间距Mini LED直显屏幕随着光出射角度变大，将产生从正视白场到偏淡红色再到偏淡青色的角度色偏现象。通过测试及计算发现，在50°~60°视角位置出现色坐标拐点。通过光型分析，Mini LED屏幕表面的色偏现象与RGB裸晶片的光型不匹配及光型左右不对称有关。同时由于RGB颜色在介质中的色散现象，红光的逃逸角大于蓝绿光，光线经过介质后红光光型发散程度强于蓝绿光。红绿蓝光强衰减程度的差异引起了出射光的角度色偏现象。  
        关键词：Mini LED;色偏;色散;折射率   
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        发布时间：2022-06-06
      • 黄志宇,于涛,潘国彬,陶婷婷,张广翔
        2022, 37(6): 687-693. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0018
        摘要：设计了采用薄膜介质层分隔浮置电极与模式控制电极的液晶透镜，浮置电极与模式控制电极处于基板的同一侧，避免了浮置电极与模式控制电极处于基板两侧而需要采用薄型基板的限制。采用Comsol Multiphysics仿真软件仿真研究了浮置电极方块电阻和薄膜介质层厚度对液晶透镜波前误差的影响规律。对于直径2 mm的液晶透镜，当浮置电极方块电阻在150 Ω·□-1~300 MΩ·□-1间变化时，液晶透镜波前误差先减小后增大，在40 MΩ·□-1时波前误差达到极小值。当介质层厚度在50~5 000 nm间变化时，液晶透镜波前误差最小的浮置电极方块电阻由50 MΩ·□-1减小到2 MΩ·□-1，最佳方块电阻参数呈现单调减小规律。取浮置电极方块电阻40 MΩ·□-1和介质层厚度250 nm时，研究了液晶透镜的调焦特性和波前误差特性，当焦距在250 mm至无限远间变化时，589 nm光波长下的波前均方根误差最大值为0.041 2 μm，小于λ/14，满足Marechal判据的要求。  
        关键词：浮置电极;液晶透镜;仿真;方块电阻;波前误差   
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        发布时间：2022-06-06
      • 邸永跃,施肖锋,高维濂,贾梦伟,张婕
        2022, 37(6): 694-702. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0022
        摘要：透光率可调节的电致变色（EC）器件在光电子领域有着巨大的应用潜力。目前绝大多数电致变色器件都是基于氧化铟锡（ITO）透明电极和无机氧化钨（WO3）电致变色材料，机械柔性较差。本文采用多元醇法合成的银纳米线（AgNWs），有机电致变色材料（P3HT）和（PEDOT∶PSS）替代ITO与WO3制备柔性EC器件，并利用高透光率的ZnO涂层增强AgNWs与柔性基底的粘附性，以及改善AgNWs之间的节点接触从而优化AgNWs网格的相互连接，使得AgNWs柔性透明电极的表面电阻由69.9 Ω/□减小为45.8 Ω/□。另外通过在PVA水溶液中掺入LiBF4进行冷冻，得到离子导电率为1.53×10-2 S/cm的凝胶电解质，利用该高导电率的凝胶电解质充当对电极层简化EC器件，使得EC器件整体具有更高的透光率，制备出最大光调制范围为37.8%的PEDOT∶PSS EC器件和最大光调制范围为17.7%的P3HT EC器件。最后利用中国传统毛笔书写和大面积丝网印刷的方式制备个性化图案的PEDOT∶PSS EC器件，具有很好的显示效果。  
        关键词：银纳米线;柔性透明电极;凝胶电解质;电致变色   
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        发布时间：2022-06-06
      • 陈翠芬,张铁民,王梓霖,高连丛,苏畅,王可,王安琛,黄忠梅,黄伟其,彭鸿雁
        2022, 37(6): 703-708. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0078
        摘要：为了获取高量子效率的硅基光源，利用纳秒脉冲激光在单晶硅片上制备微米级的圆孔形腔阵列，对该样品在高温退火处理后出现的性能进行研究。腔内形成的量子点在波长710 nm附近有很强的光致发光峰。将样品放在1 000 ℃下进行高温退火处理，通过控制退火时间，对比研究退火前后的激发光功率变化的光致发光光谱，可以观察到自发辐射和受激辐射的变化趋势。同时，在退火20 min的腔中不同位置测量到光致发光的强度不同，发现腔体边缘的光致发光最强，这可能与腔体边缘上分布了大量的量子点发光有关。最后，采用标准的LED定标方法测量了腔内的最大光致发光外量子效率（PL-EQE）。检测结果显示退火后腔体内的外量子效率可达9.29%。  
        关键词：硅量子点;光致发光;高温退火;外量子效率   
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        发布时间：2022-06-06

        显示技术与应用

      • 王大巍
        2022, 37(6): 709-717. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0049
        摘要：OLED技术以其自发光性能被认为具有轻薄、可柔性、高对比度、快速响应、高色域、宽视角、低功耗、低成本等优势。在手机上开始大规模应用后，历经10多年时间虽然规模大幅提升，但其他应用仍未有太多进展。本文通过对OLED已量产方案的性能分析以及与LCD的对比，发现一方面预期的OLED性能优势在产品上没有完全发挥，另一方面现有技术方案已经在设计和工艺上趋于极致。因此在向更大尺寸其他应用拓展方面，OLED必须在设计和工艺技术上有较大突破。  
        关键词：OLED;产业化;技术发展   
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        发布时间：2022-06-06

        驱动与控制

      • 黄克亚
        2022, 37(6): 718-725. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0061
        摘要：为集数码显示器和TFT-LCD的优点于一身，进一步丰富嵌入式系统教学案例，本文设计了基于FSMC总线的嵌入式系统多显示终端实验装置。硬件设计使用FSMC总线的Bank1.Sector4连接LCD，FSMC接口与LCD数据、控制信号直接相连，由FSMC控制器产生LCD的8080控制时序。数码显示器通过锁存器与LCD复用数据线，FSMC总线的Bank1.Sector3片选信号反相后作为数码显示器的选通信号。软件设计借助STM32CubeMX完成FSMC初始化，实现数码显示器和LCD底层驱动，移植LCD基础显示和高层应用程序。运行测试表明，系统运行稳定可靠，显示效果清晰流畅，软硬件设计大为简化，为嵌入式系统多显示终端并行扩展提供了一个经典案例。  
        关键词：FSMC;TFT-LCD;STM32;总线接口;时分复用   
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        发布时间：2022-06-06

        图像处理

      • 刘玉珍,范湘冀,林森,陶志勇‍
        2022, 37(6): 726-735. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0287
        摘要：针对三维掌纹特征表示准确性差的问题，提出一种局部方向二值模式（Local Orientation Binary Pattern， LOBP）结合协同表示（Collaborative Representation， CR）的3D掌纹识别方法。利用掌纹主方向和方向置信度的编码来共同表达掌纹的方向信息，从而有效提高方向编码的准确性。使用表面类型编码来刻画掌纹的结构，充分表达掌纹的几何特征。最后，在分类识别时通过协同表示的方法将特征结合进而完成掌纹识别。在香港理工大学3D掌纹库上进行实验，结果表明获得的平均识别率最高可达99.55%，平均识别时间为0.874 9 s。所提方法可以在保持较低识别时间的同时提高3D掌纹的识别精度。  
        关键词：模式识别;3D掌纹识别;局部方向二值模式;协同表示   
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      • 林依林,林珊玲,林志贤
        2022, 37(6): 736-745. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0307
        摘要：针对手部的高自由度问题和结构相似问题引起的三维关键点姿态估计误差，本文提出了一套联合识别、检测以及姿态估计的三维手部骨架姿态回归网络。采用基于YOLOv3的预处理网络，提出基于级联多特征热度图的二维和三维关键点检测网络，并在特征提取网络架构中引入人体骨架手部约束，利用渐进的图卷积神经网络特征增强模块对骨架关键点结果进行进一步精细化修正，完成姿态由粗到细的调整。本文与现有多种算法在不同公共数据集下进行PCK指标和AUC指标比较，本文算法在不同测试集上的AUC指标均达到最高，平均AUC精度达到92.9%。实验表明本文方法可以通过单张二维数据准确、细致地估计三维手部姿态，并且在测试集与自然场景下均有较好表现。  
        关键词：三维姿态估计;目标检测;手势识别;特征增强;卷积神经网络;图卷积神经网络   
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        发布时间：2022-06-06
      • 劳俊明,叶武剑,刘怡俊,袁凯奕
        2022, 37(6): 746-757. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0293
        摘要：现有基于循环生成对抗网络的图像生成方法通过引入独立通用的注意力模块，在无匹配图像转换任务中取得了较好的效果，但同时也增加了模型复杂度与训练时间，而且难以关注到图中关键区域的所有细节，图像生成效果仍有提升的空间。针对上述问题，提出一种基于双专用注意力机制引导的循环生成对抗网络（Dual-SAG-CycleGAN），分别对生成器和判别器采用不同的注意力机制进行引导。首先，提出一种名为SAG（Special Attention-mechanism Guided）的专用注意力模块来引导生成器工作，在提升生成图像质量的同时降低网络的复杂度；然后，对判别器采用基于CAM（Class Activation Mapping）的专用注意力机制引导模块，抑制生成器生成无关的噪声；最后，提出背景掩码的循环一致性损失函数，引导生成器生成更加精准的掩码图，更好地辅助图像转换。实验证明，本文方法与现有同类模型相比，网络模型参数量降低近32.8%，训练速度快34.5%，KID与FID最低分别可达1.13和57.54，拥有更高的成像质量。  
        关键词：生成对抗网络;无匹配图像转换;专用注意力机制;循环一致性损失;图像生成   
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        发布时间：2022-06-06
      • 杜港,侯凌燕,佟强,杨大利
        2022, 37(6): 758-767. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0292
        摘要：针对图像拼接的速度优化和最终匹配对优化问题，本文提出了一种基于BRISK（Binary Robust Invariant Scalable Keypoints）特征点检测算法和改进RANSAC（Random sample consensus）算法的图像拼接方法。改进的RANSAC算法旨在通过循环以求得更多匹配对，具体改进为在计算内点个数时加入循环以及将内点的判断时使用的欧氏距离改成面积。实验结果表明，本文改进的RANSAC算法使得内点个数增加，平均反向投影错误率相对于原算法减小了约10%；提出的拼接方法相对于常用的拼接方法时间缩短了约50%。本文提出的方法能够实现实时、准确的图像拼接。  
        关键词：图像拼接;改进RANSAC算法;单应性矩阵;BRISK算法   
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      • 彭晏飞,李健,顾丽睿,张曼婷
        2022, 37(6): 768-776. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0327
        摘要：光在水中传播使得红色光衰减严重，从而导致水下图像在颜色上出现偏绿或偏蓝的颜色色差。针对这一红色光衰减现象，提出了一种改进条件生成对抗网络的方法来对水下图像进行增强处理。首先使用动态阈值对原始图像进行初步颜色校正，之后利用条件生成对抗网络在编码与解码连接处引入链接块学习水下图像与正常图像之间的映射关系来实现水下图像的色彩恢复，再使用双边滤波算法进行图像去噪，提高图像的可视性。在损失函数中引入L1与L2损失结合对图像颜色进行学习，同时加入焦点损失来解决样本比例高度不平衡现象。实验结果表明，此方法在水下图像的颜色失真和模糊方面都有很好的增强效果，获得了较好的视觉效果。  
        关键词：水下光学图像;图像增强;条件生成对抗网络;残差网络   
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      • 席一帆,何立明,吕悦
        2022, 37(6): 777-785. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0304
        摘要：针对复杂场景下目标之间遮挡造成跟踪精度降低的问题，提出基于Fairmot框架的多目标跟踪改进算法。将主干网特征图通过三重注意力机制进行维度间的信息交互产生注意力掩模，提高对目标的定位能力；行人重识别分支采用Circle Loss依据当前状态选择优化程度，提取更为精确的表观特征，区分不同目标对象。实验结果表明，在MOT15数据集上跟踪精度提升至62%，MT（Mostly Tracked）提升至358，身份切换降低68次，在发生遮挡的场景中拥有更出色的跟踪效果。  
        关键词：图像处理;深度学习;目标跟踪;注意力机制   
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