天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室
- 作品数：18 被引量：100H指数：6
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- 相关机构：武汉科技大学机械自动化学院天津大学电气自动化与信息工程学院南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金天津市自然科学基金天津市科技计划更多>>
- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术机械工程文化科学更多>>
- 含非线性失真的OFDM系统压缩感知信道估计被引量：1
- 2019年
- 针对5G高频段大带宽通信引入的器件非线性因素,利用信道与非线性噪声的双重稀疏性,提出一种含有非线性失真影响的OFDM系统压缩感知信道估计方法.在发射机中提出分组导频结合级联限幅方案,以保护第1组导频不受非线性失真影响;在接收机中基于第1组导频进行压缩感知信道估计,再将信道响应作为先验信息,利用第2组导频进行压缩感知非线性失真估计.仿真表明,该方法具有良好的性能,且无需迭代运算及先验信息.
- 戈立军王萧萧赵军发赵瑞君
- 关键词：正交频分复用压缩感知信道估计
- 光的偏振特性对rPPG信号的影响研究被引量：2
- 2021年
- 远程光电容积脉搏波描记法(remote Photoplethysmography,rPPG)通过分析目标区域的光线周期性变化来实现人体心率的测量,测量过程中会引入大量噪声。在这些噪声中,皮肤表面漫反射光是一种公认的常见噪声。根据光与生物组织相互作用的原理可知,没有接触到皮下动脉血管的后向散射光也属于噪声,本文中称其为浅层噪声。根据作者的文献调研,在rPPG研究领域还没有对这种噪声及其消除方法进行研究的论文。为探究如何更好的使用偏振成像方法消除这两种噪声,本文对人体面部成像光束的偏振特性进行系统性分析,得出以下结论:(1) 使用纯S光或纯P光作为入射光,后向散射光与入射光的偏振方向 有差异,使用检偏器与起偏器通光轴正交的方法无法完全消除噪声,而应该让检偏器通光轴与成像光束的主要偏振方向正交;(2) 面部成像光束的偏振度分布不均匀,额头的偏振度最高,作为rPPG测量时的ROI更为合适。本文的研究结果可帮助使用偏振成像的rPPG系统得到质量更好的信号,提高信号质量和心率测量的准确性。
- 唐春晓刘诗红李鸿强李恩邦
- 关键词：偏振特性
- 一种基于嵌入式平台的非接触式心率监测系统研究
- 2024年
- 心率的长期监测对心血管疾病的预防和治疗具有重要意义。当前心率检测常用的监护仪、心电图机、智能手表和运动手环等均属于接触式测量装置,长期佩戴易产生压痕,甚至给使用者带来不适。在非接触测量方面,远程光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography, rPPG)可以通过分析面部视频获取心率,是一种很有潜力的心率长期监测方法。目前,绝大多数对于rPPG的研究都在使用电脑做数据分析,体积过大不易摆放,难以满足医学临床和家庭日常使用的需求。针对这一问题,本文尝试在嵌入式平台上依据rPPG原理实现心率监测。监测系统主要由树莓派4B开发板、相机和触摸屏组成。采用AdaBoost算法实现人脸识别与追踪,选取额头和脸颊作为感兴趣区域(range of interest, ROI),利用巴特沃斯带通滤波去噪,根据POS模型提取BVP波形,对来自不同ROI的BVP波形做盲源分离得到最终的脉搏波,最后利用能谱分析计算心率。实验结果表明本文所研究的系统具有与PC端相同的心率检测准确性和鲁棒性。本文的研究成果可以为心率长期监测设备的小型化和普及做出自己的贡献,也可以为智慧医疗中的远程监测治疗提供有力的保障。
- 齐浩明唐春晓李伟闫晓通谢正麟彭振凯
- 关键词：心率监测非接触测量嵌入式平台
- 基于电学测量的智能手势识别方法研究被引量：9
- 2019年
- 随着计算机的广泛应用和可穿戴电子设备的发展,将人机交互和可穿戴设备相结合逐渐成为研究热点,其中手势识别技术在人机交互领域扮演着重要的角色。主要提出基于电学测量的智能手势识别方法,利用传感器设备采集手腕边界电压数据,同时利用深度神经网络将采集到的电压数据进行分类,最终实现手势识别的目的。实验验证了通过电学测量数据对手势分类的可行性,将深度神经网络加入到手势识别系统中后,手势正确识别率达到90%以上,从而证明了系统具有较好的便携性、稳定性和实时性,为智能手势识别系统的设计提供了新思路。
- 李秀艳刘宗毓王琦汪剑鸣王化祥
- 关键词：电学测量手势识别模型构建
- 基于变化光照下的人脸识别与年龄估计被引量：6
- 2022年
- 针对人脸识别与年龄估计系统中的环境光照问题,提出了一种基于多任务卷积神经网络的变化光照下人脸识别与年龄估计的方法。所提方法提高了可变光照下人脸图像的识别率和年龄估计的准确率。采用YCbCr颜色空间的Retinex图像增强算法提高人脸识别和年龄估计精度,并进行了3种距离10种调光等级下的人脸识别与年龄估计实验。实验结果表明,与原图相比,利用改进后方法得到的人脸图像的识别率均有提升,年龄估计的平均绝对误差均有所下降。在调光等级为40%、距离为1,2,3 m时,人脸识别率分别提升了3个百分点、19个百分点、25个百分点,年龄估计的平均绝对误差分别下降了1.20、2.99、2.00。同时,在研究中发现,当未增加图像增强算法的人脸图像灰度均值在50.18以上时,人脸识别与年龄估计效果较好。当低于该值时,则需要增加图像增强算法来提高人脸识别与年龄估计的精度。在增加图像增强算法后,当人脸图像灰度均值在56.61以上时,人脸识别与年龄估计效果较好且视觉效果和图像质量均更好。
- 田会娟田会娟蔡敏鹏
- 关键词：图像处理人脸检测人脸识别年龄估计
- 红/绿/蓝/暖白4色LED白光温度光谱优化方法
- 2023年
- 研究了一个基于高斯模型和双高斯模型的温度变化光谱模型,并基于脉冲宽度调制(PWM)调光的红/绿/蓝/暖白(R/G/B/WW)4色LED混合白光进行了实验验证。结果表明,在20~90℃温度范围内,当相关色温为3000、5000、6500 K时,光源参数(照度、显色指数、相关色温、蓝光危害因子和节律因子)的最大相对误差为3.79%。基于该模型,采用自适应差分进化(JADE)算法获取R/G/B/WW发光二极管在不同温度下的补偿占空比,并建立光谱优化模型以消除温度对光源光谱及其光源参数的影响。结果表明,优化补偿后的光谱与初始温度光谱基本一致,光源参数最大相对误差为2.62%。
- 田会娟田会娟张晋
- 关键词：光谱学发光二极管温度脉冲宽度调制
- 基于光子集成芯片的可穿戴光纤光栅解调研究被引量：1
- 2023年
- 为了实现光纤光栅传感器在可穿戴系统中的应用,提出了一种基于硅基光子集成芯片的可穿戴光纤光栅传感解调系统。基于比利时iSiPP50G工艺的光子集成芯片由4×1长波长VCSEL阵列、1×8阵列波导光栅、2×2 MMI耦合器、4×1光纤光栅耦合器阵列、Ge-on-Si波导光电探测器、直波导和弯曲波导等组成。在完成对VCSEL光源金线键合和光子集成芯片光纤耦合封装的基础上,设计了手环式解调电路,对人体温度和心音信号进行了实时测量。实验结果表明:解调系统的动态波长检测范围为1 540 nm~1 560 nm,波长分辨率为0.08 pm,解调精度为5 pm,温度监测范围为35℃~42℃,误差为±0.1℃;可检测50 Hz~100 Hz频率范围内的心音信号,可识别出第一心音和第二心音,并计算出心动周期、心率、第一心音时限、第二心音时限和心力等特征参数。
- 李鸿强毛泉桦安芷萱林志琳王英杰孟文涛朱智越张振Juan Daniel Prades Garcia
- 关键词：温度心音
- 基于贝叶斯统计模型的金属缺陷电磁成像方法研究被引量：5
- 2020年
- 提出了一种基于贝叶斯理论的电磁层析成像(EMT)图像重建算法。传统的正则化方法仅仅能获得单一电导率的近似估计值,提供的模型信息量有限。统计概率方法可以获得大量合理的模型参数估计值,根据缺陷分布的稀疏性,将求解电导率划分为一系列块状结构,使用稀疏贝叶斯学习框架,将电导率分布的稀疏先验信息和噪声信息等统计信息引入到EMT图像重建中,可以得到电导率分布全面的统计描述。为验证该算法的有效性,将新方法与共轭梯度算法、总变差正则化算法进行比较,并基于EMT实验系统进行了缺陷成像实验。仿真和实验结果表明,含有统计信息的稀疏贝叶斯算法与传统算法相比,图像误差降低20%,有效提高了重建图像质量与精度。
- 王琦张静薇张荣华薛峰军李秀艳
- 关键词：电磁层析成像稀疏贝叶斯统计概率图像重建
- 滑动式光纤布拉格光栅位移传感器被引量：33
- 2017年
- 为克服现有光纤光栅位移传感器设计中存在的传力介质弹性系数易改变、滑块易产生偏移等对测量精度的不利影响,提出了一种滑动式位移传感器。楔形滑块的滑动面和限制面的采样互相垂直、等强度梁的变截面和一体化、滑动面圆弧化等特殊设计,使传感器具有抗滑动干扰性、梁挠位移测量的高灵敏性、长期往复测量的耐磨性等优点。阐述了传感器测量原理,加工制造了传感器原型,并开展了全面的性能测试。测试结果和误差分析表明:传感器在0~100mm的量程中,灵敏度为20.11pm/mm,精度达到0.099 5%F.S,具备良好的微位移测量能力;重复性误差和迟滞误差分别仅为0.705%和0.403%,且抗蠕变性能良好,可满足机械装备、土木工程等重大设施的结构健康监测对位移、变形测量的精度和长期稳定性要求。
- 郭永兴熊丽孔建益张赞允秦丽
- 关键词：光纤传感器位移传感器悬臂梁
- 改进的LANDMARC算法在ZigBee室内定位中的应用被引量：4
- 2017年
- 随着室内定位技术的广泛应用,对定位精度的要求越来越高,传统的LANDMARC算法已不能满足实际应用的需求,因此,结合传统的LANDMARC算法和质心算法,提出一种改进的LANDMARC算法。首先利用MATLAB进行了理论仿真,研究发现改进的LANDMARC算法在参考标签间隔在0~5 m时,定位精度要优于传统经典算法,且定位精度最大可提高35.4%。其次使用ZigBee定位系统进行了实验测量,研究发现实验测量结果与理论仿真结果基本吻合。
- 白晋军邵珠业燕春刘培林陈力颖孙晓东
- 关键词：ZIGBEE技术质心算法
