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    2024 39 4

      材料物理

    • 纤维素纳米晶体(CNC)在材料科学领域的研究取得了新进展。CNC是由硫酸催化的纤维素水解制备的纳米材料,直径约为5-15纳米,长度约为100-300纳米。研究表明,CNC在水中可以形成具有手性向列型结构的液晶相,并且在干燥成固体薄膜时,CNC能够保持螺旋手性向列顺序并组装成层状结构。这一发现为CNC的自组装过程提供了新的思路。在CNC自组装过程中,可以添加溶胶-凝胶前体,如Si(OMe)4,随着溶剂的蒸发,这些前体会发生水解和缩合,从而形成手性向列相二氧化硅/CNC复合材料。这种复合材料经过煅烧处理,可以破坏纤维素模板,留下高表面积手性向列结构的介孔二氧化硅膜。此外,研究还探索了利用类似方法制备有机二氧化硅或二氧化钛薄膜的可能性。这些薄膜在滤光片、反射器和薄膜等领域具有潜在应用价值。更重要的是,合成的手性介孔二氧化硅被用作手性色谱固定相材料,用于分离手性药物。实验结果显示,手性分离效果显著,这为CNC在手性新材料开发方面提供了新的方法和思路。这项研究的成果不仅丰富了CNC的应用领域,也为材料科学领域的研究开辟了新的方向,为未来手性材料的研发和应用奠定了基础。
      薛旭东,侯延丽,张炎
      2024, 39(4): 409-419. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0012
      摘要:纤维素纳米晶体(CNC)是由硫酸催化的纤维素水解制备的,根据纤维素的来源和水解条件,纳米晶体的直径约为 5~15 nm,长度约为100~300 nm。CNC在水中可以形成具有手性向列型结构的液晶相。当干燥成固体薄膜时,CNC保持螺旋手性向列顺序并组装成层状结构。在CNC自组装过程中,可以添加溶胶-凝胶前体,如Si(OMe)4。随着溶剂的蒸发,这些前体会发生水解和缩合,从而形成手性向列相二氧化硅/CNC复合材料。复合材料在空气中煅烧破坏纤维素模板,留下高表面积手性向列结构的介孔二氧化硅膜。此外,有机二氧化硅或二氧化钛薄膜也采用类似的方法得到。这些薄膜可用作滤光片、反射器和薄膜。最重要的是,合成的手性介孔二氧化硅可用作手性色谱固定相材料分离手性药物。结果显示,手性分离的效果显著,为CNC开发手性新材料提供了新方法。  
      关键词:纤维素纳米晶体;手性向列结构;介孔二氧化硅;手性色谱固定相;手性分离   
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      发布时间:2024-05-15
    • 液晶光子器件的研究取得了重要进展。液晶的方位角和预倾角的调制广泛应用于各类液晶光子器件中,然而传统的液晶预倾角调控方法存在稳定性差、易受外场干扰的问题。为此,研究人员提出了一种基于液晶聚合物预倾角可控制备的新方法。液晶聚合物因其高相变温度、耐热、耐强光、耐机械振动等特性,成为预倾角调控的理想选择。然而,由于液晶单体受液晶与空气界面的锚定能影响,液晶聚合物的预倾角与液晶层厚度相关,难以实现稳定可控。为解决这一问题,研究人员采用两步法曝光偶氮染料亮黄(BY)薄膜诱导液晶单体RM257倾斜,并通过多层旋凃及液晶单体RM257光聚合的方式降低液晶与空气界面锚定能的影响。这一创新方法使得RM257主链型液晶聚合物的预倾角可在0°~16°之间连续可调,并具备光热稳定的优点。这一研究成果为液晶光子器件的制备提供了新的材料设计思路,有望推动液晶光子与显示器件领域的发展。
      李川,胡超,房启鹏,刘敏轩,焦玢璋,沈俊,尹韶云
      2024, 39(4): 420-426. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0044
      摘要:液晶的方位角和预倾角的调制广泛应用于各类液晶光子器件的研究。液晶预倾角调控常使用的小分子液晶容易受外场干扰导致液晶预倾角的改变,影响液晶器件稳定性和可靠性。液晶聚合物具有相变温度高、耐热、耐强光、耐机械振动、更加稳定不易受外场干扰等优点,因此液晶聚合物预倾角的可控制备有着重要研究意义。由于液晶单体受液晶与空气界面的锚定能的影响,RM257液晶聚合物的预倾角与液晶层的厚度有关,难以实现预倾角的稳定可控。本研究利用两步法曝光偶氮染料亮黄(BY)薄膜诱导液晶单体RM257倾斜,采用多层旋凃及液晶单体RM257光聚合的方式降低液晶与空气界面锚定能对预倾角的影响,实现RM257主链型液晶聚合物预倾角可控制备。结果表明,采用这一方法制备的液晶聚合物薄膜预倾角可在0°~16°之间连续可调,并具有光热稳定的优点,具备实现液晶光子器件所需的图案化能力。本研究有望为液晶光子与显示器件的制备提供新的材料设计思路。  
      关键词:主链型液晶聚合物;光配向;偶氮材料;预倾角;光热稳定性   
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      发布时间:2024-05-15

      器件物理及器件制备

    • 液晶偏振体光栅领域取得重要突破。研究团队成功设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,并对其衍射特性及在光波导中的耦合情况进行了深入研究。通过理论计算和实验验证,该器件在450 nm、532 nm、633 nm下的衍射效率最高可达80%以上,展现出良好的光波导耦合性能。这一研究成果不仅丰富了液晶偏振体光栅的理论体系,还为光波导耦合器件的应用提供了新的可能,对推动相关领域的技术进步具有重要意义。
      阚丽娜,穆全全,彭增辉,杨程亮,于洋,刘永刚,王启东
      2024, 39(4): 427-435. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0048
      摘要:本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实现其厚度方向的叠加。采用有限元法对该器件进行了模拟仿真,计算出了其光谱特性及角度特性,根据红绿蓝三色光色散关系仿真出了其在波导内耦合的入射角与衍射角之间的关系曲线。实验上,本文实现了该液晶偏振体光栅器件的制备并对其进行了系统性能表征,给出了一个初步的光波导耦合实验,演示了其耦合效果。结果表明,所制备的三层液晶偏振体光栅器件在450 nm、532 nm、633 nm下衍射效率最高可达80%以上,对应波长下的角带宽分别为12°、8°、6°,其在波导内耦合的视场经模拟可达到27.81°,是一种良好的光波导耦合器件。  
      关键词:光学器件;角度响应;衍射效率;液晶偏振体光栅   
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      发布时间:2024-05-15
    • 科技新闻播报:柔性显示技术作为当前显示领域的重要研究方向,电子纸作为其理想载体之一备受关注。在众多柔性电子纸显示技术中,电润湿显示以其低能耗、户外使用舒适、快速响应、广色域和易于柔性化等特点脱颖而出,展现出巨大的发展潜力。研究者对柔性电润湿显示原理、制备工艺及研究现状进行了系统性介绍,并对未来发展进行了展望。该研究不仅厘清了柔性电润湿显示的发展现状与未来方向,还指出了电润湿电子纸柔性化所面临的挑战,为柔性电润湿电子纸显示技术的未来发展指明了方向。这一成果在显示技术领域具有重要意义,有望推动柔性显示技术的进一步突破。
      杨斌,邱莹,林喆,杨庭洪,唐彪,袁冬,罗东向
      2024, 39(4): 436-446. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0019
      摘要:柔性显示是显示领域重要研究方向,其中电子纸是柔性显示的理想载体之一。相比其他柔性电子纸显示技术,电润湿显示具有低能耗、户外使用舒适、响应速度快、色域广以及易于柔性化等优点,因此极具发展前景。本文针对柔性电润湿显示原理、制备工艺和研究现状进行了系统性介绍,对未来发展进行了展望,阐明了柔性电润湿显示的发展现状与未来方向,总结了电润湿电子纸柔性化尚待解决的问题,为未来柔性电润湿电子纸显示技术发展指明了方向。  
      关键词:柔性显示;电子纸显示;反射式显示;电润湿显示   
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      发布时间:2024-05-15
    • 科技新闻播报:随着平板显示和柔性显示产业的快速发展,金属氧化物半导体薄膜晶体管(MOS TFTs)因其卓越性能已成为关键技术。经过30多年的研究,非晶镓锌氧化物(a-IGZO)成功替代非晶硅(a-Si)应用于TFTs。然而,显示产业对更高生产效益、更佳显示性能(如高分辨率、高刷新率)和更低功耗的需求,推动了更高迁移率的MOS TFTs技术的发展。本文深入探讨了通过多元MOS材料实现MOS TFTs高迁移率特性的研究进展,并从固体物理学角度分析了迁移率与器件稳定性之间的关系。这一研究不仅为提升显示产业的技术水平提供了有力支持,也为MOS TFTs的未来发展指明了方向。随着研究的深入和技术的不断进步,我们有理由相信,MOS TFTs将在未来显示产业中发挥更加重要的作用,推动整个行业向更高水平迈进。
      李强,葛春桥,陈露,钟威平,梁齐莹,柳春锡,丁金铎
      2024, 39(4): 447-465. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0032
      摘要:基于金属氧化物半导体(MOS)的薄膜晶体管(TFT)由于较高的场效应迁移率(μFE)、极低的关断漏电流和大面积电性均匀等特点,已成为助推平板显示或柔性显示产业发展的一项关键技术。经过30余年的研究,非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)率先替代非晶硅(a-Si)在TFT中得到推广应用。然而,为了同时满足显示产业对更高生产效益、更佳显示性能(如高分辨率、高刷新率等)和更低功耗等多元升级要求,需要迁移率更高的MOS TFTs技术。本文从固体物理学的角度,系统综述了MOS TFTs通过多元MOS材料实现高迁移率特性的研究进展,并讨论了迁移率与器件稳定性之间的关系。最后,总结展望了MOS TFTs的现状和发展趋势。  
      关键词:金属氧化物半导体;薄膜晶体管;场效应迁移率;偏压稳定性   
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      发布时间:2024-05-15
    • 一项关于超大尺寸IGZO(InGaZnO)产品的研究显示,在高温高湿环境下,该产品容易发生异常显示不良。经研究发现,这是由于集成栅极驱动电路中的关键器件M2的转移特性曲线在评价中发生了严重正移。研究团队通过脉冲实验模拟了M2的实际工作环境,并揭示了造成不良的主要影响因素:在M2器件关闭时,漏极与源极之间的压差VDS过大,导致IGZO膜层内的氧空位VO+迁移,并最终使转移特性曲线发生正移。研究还发现,迁移的氧空位VO+经过加热后可以复原。此外,研究团队在不改变IGZO成膜条件下,通过减小M2器件关闭时的VDS压差,成功将超大尺寸IGZO产品导入,并在高温高湿信赖性评价中未出现AD不良。这一研究为解决超大尺寸IGZO产品在高温高湿环境下的显示不良问题提供了解决方案,为相关领域的研究和应用开辟了新方向。
      丘鹤元,谢鑫,李宗祥,陈周煜,王宝强,王文超,刘正,刘耀,刘娜妮,王洋
      2024, 39(4): 466-471. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0042
      摘要:超大尺寸IGZO(InGaZnO)产品在高温高湿(50 ℃/80%)信赖性评价中易发生异常显示不良(Abnormal Display,AD)。其不良原因主要是集成栅极驱动电路(Gate Driver On Array,GOA)的关键器件M2转移特性曲线(IDS-VGS)在评价中发生了严重正移。本文通过脉冲实验,模拟GOA关键器件M2的实际工作环境,重现了转移特性曲线严重正移的不良现象。通过设置不同的脉冲实验,揭示了造成不良的主要影响因素:M2器件关闭时,漏极与源极之间的压差VDS过大,使IGZO膜层内的氧空位VO+在电场作用下同时向IGZO与GI(Gate Insulator)的边界及源极端迁移,由于氧空位VO+对电子的捕获作用,最终导致转移特性曲线发生正移,并发现迁移的氧空位VO+经过加热后可以复原。此外,在不改变IGZO成膜条件下,通过减小M2器件关闭时的VDS压差,导入超大尺寸IGZO产品,高温高湿信赖性评价2 000 h未发生AD不良。  
      关键词:InGaZnO薄膜晶体管;集成栅极驱动电路;异常显示;阈值电压漂移   
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      发布时间:2024-05-15
    • 针对数字驱动型硅基OLED微显示器在显示动态图像时出现的视觉感知问题,如动态假轮廓和闪烁现象,研究者提出了一种创新的扫描策略——集中式融合扫描。这种策略运用灰度权值重分配和融合子场的概念,通过重新分配整数子场数目和权值,以及将融合子场固定于调制周期中间位置,显著改善了显示器的图像质量。实验结果显示,与传统的扫描方法相比,集中式融合扫描在峰值信噪比方面平均提升了约13%,均方误差降低了约10%,且结构相似度评分接近1,展现出显著的优势。此外,在JEITA闪烁评估中,集中式融合扫描的表现也优于19子场扫描法,闪烁量化值降低了约22%。这一研究不仅为改善数字驱动型硅基OLED微显示器的图像显示质量提供了有效解决方案,还为未来显示技术的研究和创新指明了新的方向。
      季渊,许怡晴,陈宝良,张引,黄忻杰
      2024, 39(4): 472-481. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0014
      摘要:本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light-emitting Diode,OLED)微显示器在显示动态图像时引发的视觉感知问题,尤其是动态假轮廓和闪烁现象,提出了一种新的扫描策略——集中式融合扫描。集中式融合扫描策略采用灰度权值重分配和融合子场概念,通过对整数子场数目和权值的重新分配,以及将融合子场固定于调制周期中间位置,改善显示器图像质量。实验结果表明,集中式融合扫描在峰值信噪比方面较传统扫描方法平均提高约13%,均方误差降低了约10%,并且结构相似度评分接近1,显著高于现有扫描方法。集中式融合扫描在JEITA闪烁评估中的表现优于19子场扫描法,闪烁量化值降低了约22%。集中式融合扫描策略在改善数字驱动型硅基OLED微显示器的图像显示质量方面提供了一种有效解决方案,为未来显示技术的研究和创新提供了新的方向。  
      关键词:硅基OLED;微显示器;集中式融合扫描;数字驱动;脉宽调制   
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      发布时间:2024-05-15

      图像处理

    • 实时图像增强处理一直是图像处理领域的热门话题。最近,有专家在灰度等间距密度均衡算法的基础上进行了改进,解决了连续图像序列实时增强处理的难题。该改进算法能够有效避免图像局部变化对整体增强效果的影响,同时保证了处理算法的实时性和图像序列间增强效果的连贯性。实验表明,对于1920×1080分辨率的图像,该算法的单帧处理时间仅需约32毫秒。这一研究成果为实时图像增强处理提供了新的解决方案,具有重要的实际应用价值。
      张艳超,高策,宋聪聪,徐嘉兴,吴杰
      2024, 39(4): 482-489. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0203
      摘要:实时图像的增强处理,除了保证单帧图像具有较高的对比度,还应考虑处理算法的实时性和图像序列间增强效果的连贯性。灰度等间距密度均衡算法通过去除冗余灰度级后进行有效灰度级等间距重排,可以有效增强图像对比度。本文以灰度等间距密度均衡增强算法为基础,对其有效灰度级有效阈值选取、过度增强等问题进行了相应改进,以满足连续图像序列的实时增强处理需求。实验结果表明,改进算法可以有效避免图像局部变化对整体增强效果的影响。对于1 920×1 080分辨率的图像,单帧处理时间约为32 ms。本改进算法对于连续图像序列具有良好的增强效果,且能够较好地满足实时图像增强对于连贯性、实时性、鲁棒性的处理需求。  
      关键词:实时图像增强;灰度等间距密度均衡;直方图   
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      发布时间:2024-05-15
    • 衍射神经网络的研究取得了重要进展。相比传统数字神经网络,衍射神经网络具有高速、低功耗和并行运算的优势,因此备受关注。为了探索利用衍射神经网络执行多任务图像分类识别的可行性,研究者们设计并搭建了一种衍射神经网络系统。该系统采用空间光调制器作为衍射神经网络的相位及振幅权重的调制和网络层的光学全连接,利用CMOS相机实现衍射神经网络中各衍射层输出的光电非线性激活与输出图像识别结果的判别。实验结果显示,设计的系统模型在MNIST和Fashion-MNIST图像分类识别中的正确率分别达到了94.1%和92.1%。通过搭建光路系统进行的光学实验也取得了令人满意的成果,正确率分别为91%和81.7%。这一研究验证了设计的衍射神经网络系统可以满足多种图像分类识别应用需求,为衍射网络的设计与构建提供了新的思路。这一成果对于推动衍射神经网络在实际应用中的发展具有重要意义。
      王子荣,张星祥,龙勇机,付天骄,张墨
      2024, 39(4): 490-505. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0144
      摘要:为探索利用衍射神经网络执行多任务图像分类识别的可行性,本文设计并搭建一种衍射神经网络系统。该系统采用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)做衍射神经网络的相位及振幅权重的调制以及网络层的光学全连接,并利用CMOS相机实现衍射神经网络中各衍射层输出的光电非线性激活与输出图像识别结果判别。设计的系统模型在MNIST和Fashion-MNIST图像分类识别中正确率达到94.1%和92.1%。最终通过搭建光路系统,光学实验正确率分别为91%和81.7%。所设计的衍射神经网络系统可满足多种图像分类识别应用需求,为衍射网络的设计与构建提供了新的思路。  
      关键词:衍射神经网络;光学神经网络;系统设计;图像分类识别   
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      发布时间:2024-05-15
    • 细粒度图像识别领域迎来新突破。针对微小潜在性特征易忽视、外观差异细微等问题,研究团队提出了一种基于双注意力随机选择全局上下文细粒度识别网络。该网络利用ConvNeXt作为主干,引入双注意力随机选择模块,有效关注到其他潜在微小判别性特征。同时,结合全局上下文注意力模块,将深层语义信息融入中间层,增强了微小特征定位能力。此外,创新性地提出多分支损失,结合不同分支特征,引导网络获取多样性判别特征。在Stanford-cars、CUB-200-2011、FGVC-Aircraft等公开数据集及真实场景车型数据集VMRURS上,该网络分别实现了95.2%、92.1%、94.0%和97.0%的高识别准确率,性能远超其他对比方法,为细粒度图像识别领域的发展奠定了坚实基础。
      徐胜军,荆扬,段中兴,李明海,李海涛,刘福友
      2024, 39(4): 506-521. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0114
      摘要:针对细粒度图像识别任务中易忽视微小潜在性特征且外观差异细微等问题,提出一种基于双注意力随机选择全局上下文细粒度识别网络。首先,使用ConvNeXt作为主干网络,提出双注意力随机选择模块,对不同阶段提取到的特征进行通道随机选择和空间随机选择,使网络能够关注到其他潜在微小判别性特征;其次,利用全局上下文注意力模块将深层特征的语义信息融合到中间层,增强中间层定位微小特征的能力;最后,提出一种多分支损失,对中间层、深层和拼接层特征引入分类损失,结合不同分支提取到的特征,诱导网络获得多样性的判别特征。所提网络在Stanford-cars、CUB-200-2011、FGVC-Aircraft 3个公开细粒度数据集和真实场景下车型数据集VMRURS上分别达到了95.2%、92.1%、94.0%和97.0%的识别准确率,其性能相比其他对比方法有较大幅度提升。  
      关键词:细粒度识别;ConvNeXt;双注意力随机选择;全局上下文注意力;多分支损失   
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      发布时间:2024-05-15
    • 人脸识别领域的研究取得了新突破。针对传统人脸面部表情识别方法存在的参数量大、计算资源消耗大和识别精度低的问题,研究者提出了一种基于条件协调注意力机制的轻量化人脸面部表情识别方法。通过缩减MobileNet V3网络层数、增大通道数和使用Mish激活函数,实现了特征提取后的非线性化。同时,引入改进的协调注意力机制,可以捕捉面部表情在空间和通道位置上的详细信息。在公开数据集FERPlus和RAF-DB上的实验结果显示,新方法参数量降低15.91%,准确率分别达到了88.84%和85.90%,相比改进前模型准确率分别提升了0.83%和1.39%。这一研究成果为人脸表情识别领域提供了新的解决方案,并有望在实际应用中发挥重要作用。
      左义海,白武尚,何秋生
      2024, 39(4): 522-531. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0153
      摘要:针对目前人脸面部表情识别方法存在参数量多、计算资源消耗大和识别精度低的问题,提出了一种基于条件协调注意力机制的轻量化人脸面部表情识别方法。首先,对MobileNet V3网络层数进行缩减,同时将倒残差结构中间通道数和输出通道数增大至原来的1.5~3.2倍,使用Mish代替Hardswish激活函数,实现特征提取后的非线性化。其次,引入改进的协调注意力机制,在张量信息嵌入中沿水平和竖直方向依次通过最大池化和平均池化进行编码,并通过张量信息集成产生具有全局感受野和精确位置信息特征,提取面部表情在空间和通道位置上的详细信息。最后,在公开数据集FERPlus和RAF-DB上进行实验,结果表明所提方法参数量降低15.91%,准确率分别为88.84%和85.90%,比改进前模型准确率分别提升0.83%和1.39%。该方法具有良好的识别性能,验证了所提方法的有效性。  
      关键词:表情识别;轻量化;注意力机制;特征提取   
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      发布时间:2024-05-15
    • 针对无人机低空飞行和视频图像目标像素占比较小的问题,研究者提出了一种名为SiamAU的孪生神经网络目标跟踪算法。该算法在SiamRPN++的基础上,引入改进的主干网络和特征重排机制,通过加入ECA-Net注意力机制网络和改进激活函数,提升复杂背景下的特征表征能力。同时,算法还进行了浅层降维和深层特征融合,得到更适合无人机等小目标跟踪的改进深度融合特征。在DUT Anti-UAV数据集上的测试表明,SiamAU算法的成功率和精确率分别达到了60.5%和88.1%,相比基准算法提升了5.6%和8.1%。这一研究成果为反无人机任务中的目标跟踪提供了新的解决方案,有望为相关领域的研究开辟新方向。
      郑滨汐,杨志钢,丁钰峰
      2024, 39(4): 532-542. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0150
      摘要:视频图像中面向无人机的目标跟踪是反无人机任务中的重要一环。无人机低空飞行背景复杂,同时在视频图像中目标像素占比较小,都给目标跟踪增加了难度。针对以上问题,以SiamRPN++为基础,提出了一种引入改进的主干网络和特征重排的孪生神经网络目标跟踪算法(SiamAU)。首先,在主干网络中加入ECA-Net注意力机制网络,同时对激活函数进行改进,以提升复杂背景下的特征表征能力;然后,对主干网络输出的浅层特征进行浅层降维并与后三层深层特征进行融合,得到更适合无人机等小目标跟踪的改进深度融合特征。在DUT Anti-UAV数据集上,SiamAU算法的成功率和精确率达到了60.5%和88.1%,相比基准算法提升了5.6%和8.1%。在两个公开数据集上的测试结果表明,在反无人机场景中SiamAU算法的跟踪表现优于目前主流的算法。  
      关键词:反无人机;目标跟踪;孪生网络;注意力机制;特征重排   
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      发布时间:2024-05-15
    • 在车道线检测领域取得重要突破。针对现有算法难以平衡检测精度和速度的问题,研究者提出一种全新的基于ARM嵌入式平台的车道线检测算法。该算法通过设计轻量化语义分割网络,结合卡尔曼滤波车道线跟踪模型,重构编码器以及利用TensorRT加速推理,实现了在保证检测精度的同时提升检测速度。实验结果表明,该算法能够应对各种复杂交通场景,检测精度高达98.03%,检测速度达到50 FSP,满足实时性检测要求。这一研究成果为车道线检测领域提供了新的解决方案,具有重要的理论价值和实际应用价值。
      关恬恬,杨帆
      2024, 39(4): 543-552. DOI: 10.37188/CJLCD.2023-0141
      摘要:针对现有车道线检测算法在实际应用中难以平衡检测精度和速度的问题,提出一种全新的基于ARM嵌入式平台的车道线检测算法。首先,设计一个轻量化语义分割网络,在优化SegNet结构的同时在网络第一层加入跳跃连接,并且在每两个卷积层后加入通道注意力机制模块,在保证检测精度的同时提升检测速度。接着,构建卡尔曼滤波车道线跟踪模型,提高检测在视频流中的鲁棒性。然后,重构编码器,对模型轻量化处理,使用深度可分离卷积代替传统的卷积以减少计算成本,提升检测速度。最后,利用TensorRT加速推理,生成Trt模型,方便其部署在ARM嵌入式平台中实现实时车道线检测。在自行制作的Tusimeple扩充数据集上的实验结果表明,所提出的算法能够应对各种复杂交通场景,检测精度达到98.03%,优于其他算法,并且其检测速度达到了50 FSP,满足实时性检测要求。本算法在复杂交通场景下具有较高的鲁棒性和有较好的实时性,具有一定的理论价值和实际应用价值。  
      关键词:车道线检测;语义分割;深度可分离卷积;TensorRT加速;ARM嵌入式平台   
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