光学稳像技术范文

导语：如何才能写好一篇光学稳像技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

一、存在的问题：

1.做事拖拉。有些事情明明可以尽早准备，偏偏等到事情临近才开始慌忙准备。比如这学期的基本功比赛，学期初就知道有这个比赛，心里想着还早，可以慢慢来，心想着底子还在，大多数项目应该不成问题。可是真得到了临近比赛，却没了训练的激情，要不是其他老师的提醒，可能也不会去练习。

2.工作中为偷懒找借口。本学年我身兼年级的工会小组长，而这学期工会的事情又多又杂，这让我有了一些烦躁的情绪，有些时候会想，这段时间事情这么多，有点累，上课就随便上一下好了。这样的错误想法现在想来后悔莫及。

3.缺乏对新事物的学习。认为自己现有的知识已经足够应付当前的教学环境，从而放松了学习的步伐，不知不觉已经落后于他人。

4.做事不够心细。学期末的游泳比赛，因为负责老师临时有事，我顶上负责。在报名过程中因为自己的粗心大意，把学生报错了项目，好在后来及时解决，才未酿成打错。

二、今后努力方向和整改措施：

1.首先、要从思想上、行动上提高自已的工作责任心,树立一切为学生服务的思想,提高自已的钻研精神,不要遇难而退,要敢于与一切困难作斗争的思想和作风.刻苦钻研业务知识,做到政治、业务两过硬。

2.其次、爱岗敬业,热爱教育和学校,认真备好课、上好课，不给自己找各种借口。

3.严谨治学,刻苦钻研业务,树立优良作风,不但学习新知识,探索新规律,改进教学方法,提高教学水平。

篇2

关键词：森林防火；图像融合；无人机；编队飞行

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0177-03

森林是人类生存和可持续发展的宝贵资源，森林火灾是危害森林资源的主要灾害。森林火灾形成因素多、突发性强，一旦蔓延，破坏性大，处置救助较为困难。目前，在林火监测方面采用卫星遥感图像、飞机巡逻和视频监测、人工巡检和t望塔方式等，存在着不能实现全天候、全时段监测，成本过高、人为因素多等问题，以致误报漏报频繁发生。在国内，对于林火安防方面的研究也多局限于独立的关键技术，包括林火预警、林火识别、林火定位等[1]。因此，本文对森林防火系统的功能和技术架构进行了分析，对林火安防领域亟待解决的关键问题进行了研究，提出了一种应用于林火安防系统的研究方案，促进多技术集成在安防领域的实用化，提高防火、救灾的能力。

1 系统架构

图1所示为林火安防预警与应急系统总体架构。系统采用低照度CCD/红外热像仪作为监测节点，将两者采集的图像融合提高监测的有效性和精准度；同时，结合机器视觉技术和GIS定位系统，利用多数据信息融合及无线数据链路，实现林火事件的准确判定、林火的精确定位、火场信息的实时传输。监测节点将获取的火情信息实时传输至控制中心后，控制中心利用林火监测软件对火情进行分析处理，计算得出火点位置、轮廓、面积及所需灭火无人机数量、编队信息等，并通过飞行测控系统发送起飞指令；无人机在飞行过程中将其地理数据及编队飞行数据进行实时传输，抵达火场时，将感知的风速等数据传输至控制中心，控制中心进行数据校正后发送投放灭火材料指令，最终及时扑灭林火。

2 系统设计方案

2.1 监测系统设计方案

在林火情况下，火焰产生的烟雾很大，因此开展非制冷红外探测器理论研究，探讨和分析影响红外探测器的响应率的各种因素，设计具有数字视频接口的低功耗热像仪组件，可有效发现真正的着火点，以及火灾的蔓延趋势，同时将其与低照度CCD信号相结合，开展同视场平行光轴前端光学系统理论研究，设计融合成像系统前端，可为后面的图像配准、图像融合提供高清晰、高画质的图像。在此基础上探索适合硬件实现的低照度CCD/红外图像融合方法并设计低照度CCD/红外图像融合监测系统电路。设计相应监测软件系统，最终实现林火信息的准确判断与定位。利用有线、无线网络技术布局监测节点，使监测范围由点扩大到面，如图2是监测系统图像处理单元所示。

2.2 无人机集群灭火设计方案

无人机具备起飞时间短、速度快、效率高、垂直起降及不受高度限制等特点，在地形复杂的林区，较传统人工灭火有较大优势。本文进行无人机集群灭火方案设计的重点在于无人机编队通信与定位。首先通过对无人机各部分所要实现的功能进行分析，选取符合无人机系统要求的部件，完成无人机控制电路、定位与时间同步电路和无线通信电路的硬件设计，包括各部分的具体实现电路和功能模块之间的连接，并制作无人机系统的PCB板。然后进行无人机系统的软件设计，包括时间同步、定位以及控制无线通信模块的无线收发程序。改进时隙ALOHA算法，避免编队通讯时信道竞争以适合无人机系统，保证各节点数据信息在其专有时隙进行及时、可靠的信息收发，解决传输延迟导致的数据传输率下降和数据之间的碰撞问题，同时将GPS应用到整个系统中，并通过多次测试，实现系统同步和节点定位，最后通过软硬结合对整体系统进行调试，实现监测系统与无人机系统融合，在监测系统发现火情后，无人机集群携灭火材料编队飞行到目的地进行灭火，控制系统功能框见图3。

3关键技术

3.1 林火监测技术

野外森林基础设施相对较差，监测面积广，本文提出的系统设计方案采用低照度CCD/红外图像融合技术，森林防火监测系统如图4所示，用以解决全天候野外监测的难题，其中林火的精确定位是关键，主要包括以下内容：

（1）源图像有效像素的增强和提取算法

国内外图像有效像素的增强和提取算法很多，能应用于低照度CCD/红外的实时融合系统的很少，有的计算量大，有的增强效果不明显。通过对各图像特性进行研究，找出合适的增强和提取算法，使得融合时保留的图像特征数据能达到优势特征互补并增加融合后图像信息容量的目的。

（2）源图像的配准

图像配准是对来自同一场景的两幅或多幅图像，匹配其中对应于相同物理位置的像素点，这些图像可能来自不同时间、或不同视点位置、或不同的传感器[2]。目前发展了大量图像配准的技术与方法，有一定的适用范围，但通用性比较差，为满足实时图像融合的需求，需要一种适用于实时图像融合的配准方法。

（3）图像融合算法

要得到满意的融合效果，需要将不同空间分辨率的图像精确地进行配准，而对于融合方法的选择，则取决于被融合图像的特性以及融合的目的[3]。现有的融合算法比较多，其中处理速度慢、运算量大的算法通常融合效果比较好，而偏于简单的算法往往达不到预期的融合效果，为将两者优点在现有的实时图像融合系统硬件上实现，需要对算法改良。

（4）电子稳像与灰度位平面的安防事件判断算法

通过TRIZ理论对“错稳”现象的分析，将问题转化为图像内容的分割除去问题，应用到电子稳像算法中，可以有效地去除图像中的运动物体，从而使改进后的算法准确无误的进行图像处理。

TRIZ理论将功能定义为：

在结合HSI颜色模型与BP神经网络的图像分类下，运用灰度重新赋值方法将图像中森林与其他环境分离，提高灰度投影稳像算法在处理林区图像时的计算准确性。

（5）林火识别算法

对电子稳像算法所得到的灰度图像进行灰度二进制化，形成灰度位平面，不同灰度位平面所展现的细节内容也不尽相同。再利用均值滤波将各图像平滑处理，使低位平面信息弱化，即设定图像函数为经此计算，有效弱化低位平面信息，保证高位信息的准确性，然后根据烟雾在不同位平面中所反映的信息设计出可靠的识别算法。

（6） 基于数字高程模型进行林火定位算法

森林火灾定位主要采用数字高程模型的方法，使用该方法能得到林火的最精确定位[4]。基于该方法，以数字视频监测系统为平台，提出一种利用摄像机标定技术和空间分析中可视域分析对林火进行自动定位的方法，最后结合ArcGIS Engine通视性分析中的相关方法，可实现对单目摄像机单幅图像上任意位置火点的自动定位[5]。再进一步借助TRIZ理论的系统进化法则，将单双目视觉系统的优点结合，提出一种基于移动单目视觉林火定位方法，有效降低林业智能化建设成本，同时与监测节点GIS定位相结合，则能更精确的实现林火自动定位。

（7）监测节点的设计

硬件设计：设计一套稳定可靠的低照度CCD/红外热像仪的光学系统。采用DSP处理器和FPGA器件设计出一套可靠的视频监测硬件系统以及相应的驱动电路、前置放大电路、接口电路，并使设计小型化、低功耗。

软件的设计：根据图像处理算法设计出适合FPGA的软件或适合DSP的软件，与硬件结合完成监测系统的设计，优化提升软件运行速度。

3.2 无人机集群灭火技术

在对林火进行精确定位之后，采用无人机集群灭火方式进行应急处理，而无人机编队飞行过程中的精确定位与之间的通信问题是关键，主要包括：

（1）无人机编队通信与定位系统硬件设计

无人机编队通信自组网是一种由无人机作为网络节点所构成的通信网络，具有动态拓扑及有限带宽等特征。由于无线自组网具有自组织性，无基础设施，组网方式灵活，无中心节点和抗毁特点[6]，利用这种组网方式通信，能够极大的提高无人机之间的通信能力。但是正因为其无中心节点，且节点有移动性这些特点，导致了它的数据碰撞率高，信道利用率低，性能低下。因此，在完成整个系统的总体方案设计后，根据整个系统的硬件结构设计和系统的工作原理，对采用的硬件电路进行选择、分析和比较，确定本系统的电路器件。

（2）无人机编队通信与定位系统防碰撞算法

无人机编队自组网的工作环境及其工作模式与Ad Hoc类似，系统设计时将以Ad Hoc网络体系为基础来构建无人机编队自组网，针对无人机编队自组网的特有属性及其相关技术，对防碰撞算法进行分析和探讨，并在此基础上改进算法，设计适合本系统的防碰撞算法。

（3）无人机编队通信与定位系统软件设计

无人机编队通信系统包括时间和经纬度信息的读取及无线传输，整个系统通过硬件设备读取 GPS 传递回来的时间和经纬度信息，再从这些信息中选取出有用信息，由各自的无线传输模块进行传输，实现各个结点之间的通信。

（4）进行无人机携带与喷洒灭火材料的设计，改进无人机硬件系统

拟设计改进的无人机硬件系统将主要由飞行控制、GPS定位、无线通信和灭火装置控制4大模块构成，如图5所示，MCU为主控芯片，控制整个系统的运行。飞行控制模块控制无人机飞行速度、姿态、高度等参数，保证无人机安全正确的飞行方式；GPS模块为整个系统提供实时时钟，使网内各个节点（无人机）时间同步，并实现每个节点的定位；无线通信模块，实现各个结点之间的无线通信。在火灾现场， MCU从地面监控中心获得指令控制灭火喷洒模块采取动作，进行喷洒灭火作业。

4 系统的调试与运行

系统在试运行阶段将设计低照度CCD/红外热像仪均可见的标靶，通过标靶来确定监测系统的标定参数，实现监测系统的自适应配准，对低照度CCD/红外热像仪的光学系统光学性能进行测试，进行双系统交叉标定。同时，设计实现无人机控制系统，与监测系统形成完整的安防系统，并对安防系统进行实际环境试验，验证安防系统的准确性和实时性，以检验安防系统对温度、震动、冲击等条件的适应性。

5 结论和展望

该系统将低照度CCD/红外的图像融合技术、无人机集群灭火技术应用到林火安防领域，促进多数据融合在安防领域的实用化，对GIS下林火的立体定位技术、无人机编队通讯技术等关键问题进行了研究，大量无人机集群灭火技术可以一次投放更多的灭火材料，避免火情蔓延，使损失最小化。完成后，可以投入林区应用，将产生较好的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1] 何涛，任恩恩，范多旺.视频监测在青藏铁路综合安全监测系统中的应用研究. 第七届全国信号与信息处理联合会议暨首届全国省（市）级图像图形学会联合年会.2008.7.20.

[2] Maiter H， Bloch I. Image Fusion. Vistas in Astronomy， 1997，41（3）：329-335.

[3] 刘卫光，崔江涛，周利华.多源图像实时配准融合系统[J].系统工程与电子技术，2005，27（1）：185-188.

[4] 徐登云，昂格鲁玛.基于3S技术的森林火险预警方法及应急管理的研究[J]. 西部资源， 2012（2）：143-144.

篇3

将时间回溯至20年前，当时能够记录生活的设备还是胶卷相机。随着时间的推移，数码相机开始慢慢取代了胶卷相机的地位，不过由于昂贵的价格，其仍只属于少部分家境富裕之人。但随着智能手机的发展，集成了相机功能的智能手机慢慢开始取代曾经的数码相机，成为了大部分人记录生活、分享美好的首要选择。而在智能手机竞争日益激烈的当下，相机也成为了各家手机厂商一个主打卖点。

对绝大多数普通消费者来说，手机拍照的最大诉求便是照片清晰不糊片，虽然这一诉求看上去要求不高，但其实很考验手机厂商对于手机相机的调教，而那些搭载了防抖技术的手机才能在多样化的拍摄场景中都能做到稳定发挥。而今天，手机中国就为大家带来了四款拍照非常“稳”的手机，他们分别是一加 10 Pro、华为P50 Pro、vivo X70 Pro+和小米12 Pro。相信在它们的加持下，能够帮你记录生活中更多的小确幸。

既然是拍照，那就一定绕不开vivo，作为国内知名的手机手机品牌，vivo当前旗下最强拍照手机vivo X70 Pro+肯定不能被忽视。

vivo X70 Pro+

vivo X70 Pro+可谓是集vivo近年来所有拍照技术于一身，旨在为消费者带来最出色的拍照体验。配置上，该机采用了由4800W像素超广角微云台主摄、5000W像素超大底主摄、1200W像素专业人像主摄和800万像素的潜望式长焦镜头所组成的后置四摄。更“丧心病狂”的是，vivo为这四枚镜头全部搭载了OIS光学防抖和蔡司T*镀膜技术，这让该机无论是在成像速度上还是成像表现上都有了极大的飞跃。此外，该机主摄还采用了“超高透玻璃镜片”，可有效降低手机拍摄时色散的影响，提升画质纯净度。

vivo X70 Pro+拍照样张

在软件上，vivo X70 Pro+提供了Biotar、Sonnar、Planar以及Distagon四款vivo与蔡司联合打造的拍照风格滤镜，这四款不同风格滤镜分别模拟了蔡司的四款经典镜头，可在不同的焦段和场景下使用。此外，这款vivo的旗舰级拍照手机还内置了vivo自研的V1芯片，主要用于处理图像信息，其强大的处理能力能够让拍照后的图片成像表现直接在预览框中呈现，做到了“所见即所得”的拍照体验。

vivo X70 Pro+

[参考价格] 5499元起

[购买地址]vivo商城

小米近年来在手机摄影方面所取得的的进步可以说有目共睹。上一代小米11 Ultra在拍照上的强大表现，让小米成为了当前拍照最好的几家手机厂商之一。在2021年底，小米正式了小米12系列，而小米12 Pro在会上展示的诸多拍照“黑科技”，也让该机的拍照实力不容小觑。

小米12 Pro

身为小米12系列的大杯，小米12 Pro采用了当前主流的后置三摄配置，不过不同于其他手机的是，其三枚镜头均为5000万像素，都有着优秀的成像基矗其主摄采用了全球首发的索尼IMX707传感器，有着1/1.28英寸大底，像素四合一下能带来2.44μm大像素，能为相机带来充足的进光量。

此次小米重点在软件上进行了升级，加入了此前在CyberDog上所使用的CyberFocus万物追焦技术，无论怎么拍，它都能始终稳稳锁定焦点，能够让你成为真正的“全场焦点”。而在一些运动场景下，其还支持AI运动追焦功能，能够持续锁定拍摄物体，带来更好的成片效果。

小米12 Pro

而在夜拍方面，小米还为该机带来了“夜枭2.0”算法，其不光支持三主摄全焦段夜景拍照，还支持夜景视频录制，可有效提升亮度，展现更多细节。

小米12 Pro

[参考价格] 4699元起

[购买地址]小米商城

写在最后

以上四款手机便是此次手机中国所推荐的有着优秀拍照实力的手机，它们无论是在硬件参数还是软件调校上，都位于当前国产手机拍照表现的第一梯队。虽然从价格上看，这四款手机可能谈不上有多么便宜，但是他们除了拍照外，在其他方面也都有着均衡的表现，在如果你需要一台既要拍照效果好，又能使用较久的手机，那么上述四部手机值得考虑一下。

自从去年和哈苏进行合作后，一加手机在拍照上的表现更进一步，去年一加9 Pro上的那套一加丨哈苏手机影像系统，以优秀的成像表现获得了不少消费者的肯定。在2022年开年之时，一加又为大家带来了最新旗舰手机——一加 10 Pro，而该机在拍照上的表现，再一次得到了加强。

一加 10 Pro

从硬件上看，一加 10 Pro便有着当前旗舰机的主流水平。其搭载了由4800万像素为主摄的后置三摄系统，主摄采用了索尼IMX789传感器，有着1/1.43英寸的大底和1.12μm的单位像素面积（开启像素四合一后可达2.24μm），是一枚高素质的主摄镜头。此外，该机还采用了5000万像素150°超广角镜头和800万长焦镜头，并且主摄和长焦还都支持OIS光学防抖，能带来更高的成片率。

一加 10 Pro

软件方面，一加 10 Pro搭载了第二代一加 | 哈苏手机影像系统，除了能带来超500种核心场景的色彩优化外，还支持全链路10亿色，能让照片色彩看上去更加的丰富和真实。为了进一步体现该机的拍照实力，一加还特邀了三位哈苏大师精心调试人像、童话、风光三款大师影调风格，让拍摄的照片有着独特的质感与十足的韵味。

其他方面，一加 10 Pro搭载了全新一代骁龙8移动平台，采用了一块2K分辨率的LTPO2.0自适应刷新率曲面屏。该机还内置了一块5000mAh大容量电池，支持80W有线闪充和50W无线闪充，仅需32分钟即可充满。

一加10 Pro

[参考价格] 4699元起

[购买地址]OPPO商城

虽然是一款去年7月份的旗舰机，但华为P50 Pro即使放到2022年的当下，其在拍照方面依旧非常能打。凭借着华为在相机方面的雄厚技术积累，华为P50 Pro在相机方面的表现，依旧不输当前任何一部手机。

华为P50 Pro

作为主打拍照的P系列手机，华为P50 Pro在相机方面有着非常深的造诣。从P30到P40再到P50，华为在计算摄影领域进行了一次又一次的尝试，而P50 Pro正是当今华为这一技术的集大成者。华为在P50 Pro上引入了XD Optics计算光学，配合上新一代的XD Fusion Pro图像引擎，能够在拍摄时的光学成像阶段，修正光学误差、还原原始图像信息，使图片有着更多的画面细节，最多能保留81%的图像信息。

华为P50 Pro

而在相机硬件上，华为P50 Pro采用了5000万像素后置四摄方案，其中5000万像素主摄和6400万像素长焦镜头都搭载了OIS光学防抖，并且这枚潜望式镜头还支持最高100倍数字变焦，有着超强的远摄能力。而1300万像素的超广角镜头，支持120°的大广角视角和2.5cm超微距拍摄，能带来更多的可玩性。

华为P50 Pro

[参考价格] 5958元起

篇4

关键词：

光干涉测量； 折射率； 食用油； 快速测定

中图分类号： TB 96文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2017.01.001

Rapid analysis of edibleoil refractive index using optical interferometry

ZHANG Hao， CHEN Minghui， TIAN Tian， XIANG Huazhong， ZHENG Gang

（School of Medical Instrument and Food Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract：

Refractive index，an important indicator of edible oil quality，has been measured by using TymanGreen interferometer at room temperature of 20 ℃ under the condition of light wavelength 632.8 nm.The interference fringe image of thin oil was obtained by using CCD camera.With the assistance of image processing technology，the movement of interference fringes could be quickly measured，and then the refractive index of different kinds of edible oil could be calculated.This method provides a convenient and effective way for testing edible oil quality.

Keywords： optical interference measurement； refractive index； edible oil； rapid determination

引言

在b别食用油品质及地沟油时，主要采用光学、电化学分析、分子生物学等技术分析方法[12]。光学方法中使用较多的有太赫兹波段光谱[3]、红外光谱[4]和荧光光谱[5]分析等。这些光谱分析方法主要是通过对比观察正常油品与劣质油品的吸收光谱或发射光谱之间的差别来进行油品的品质鉴别。但实际的地沟油或掺假油品成分比较多且复杂，精炼的地沟油或分子结构近似的油品与正常油品之间的差异很难被区分出来[6]。虽然现有的光谱分析方法对单个种类的油品有一定的定量定性的鉴别能力，但对其他种类的油品不具有普适性。

表征食用油品质的指标有很多，折射率是其中的一个重要指标[7]。一般情况下，油品的混合浓度、油品是否掺假可以通过其折射率之间的差别来进行有效的甄别[8]。不同种类的食用油折射率有所差别，同一种油不同产品之间由于含水量和杂质的不同，其折射率也有很大的差别。掺假的油类或地沟油与同种类正常油品的成分有明显的不同[910]，有时在色泽上也有很大的变化[11]，其折射率更会有所不同。通常，油品折射率的测量利用了阿贝折射仪临界角、分光计最小偏向角等方法[12]：阿贝折射仪通过全反射临界角的测定来测量液体折射率，从而定量分析溶液成分，检验物质的纯度，但阿贝折射仪的测量范围受棱镜折射率的影响，会受到很大的限制，且操作清洗过程复杂；利用分光计最小偏向角法需将待测液加工成三棱镜状，测量时间长。这些方法对操作人员的技术水平有一定的要求，很难实现便捷、快速、自动的现场测量。

为解决仪器结构复杂、检测操作步骤繁琐等问题，本文提出了一种通过快速测量折射率来甄别食用油品质的方法：在双光束干涉中，折射率的改变会引起干涉条纹的移动或条纹宽度的改变，反映在CCD图像上的是干涉条纹像素位置的改变。由于实验中很难确定干涉条纹图像零级条纹的位置，故可以用图像整体的重心移动量代替其中心条纹移动量。基于泰曼格林干涉仪来进行光路设计，测量了目前市场上常见的几种食用油，利用MATLAB软件进行数据分析处理，可快速得到不同样品的折射率。

1测量原理

1.1测量装置及方法

泰曼格林干涉仪是光学实验中常见的一种光学仪器，其原理简单，便于操作，且测量精度很高[1314]。图1为实验采用的基于泰曼格林干涉仪的双光束干涉光路。

S为氦氖激光光源，L为准直透镜，G1为光学玻璃，其中G1入射面镀有半透半反薄膜，M1和M2为全反射平面镜。C为样品池，是由两个半“凹”形光学玻璃拼成，其中凹槽的深度为20 μm，拼接后可得一个40 μm槽深的样品池。D为干涉条纹检测采集装置。本实验中除样品池C之外所有实验装置固定，实验前将M1和M2位置进行预调，同时样品池中不添加任何油样品，得到一组平行的空气干涉条纹，调节图像采集装置，使干涉条纹保持水平，得到清晰的干涉条纹图像。

实验时只需将样品池中注入需要检测的油样品即可，每次更换样品前将样品池清洗干净，并且将样品池放置于光路同一位置，待样品稳定后拍摄照片，获取干涉图像，然后将获得的图像用MATLAB软件进行处理。样品池清洗和油品注入的过程可用注射器完成。

2结果与分析

2.1干涉条纹图像分析

为实验分析方便，可选用某种油作为标准样品油。目前各种食用油品牌为：鲁花5S压榨一级花生油；

图2葵花籽油干涉条纹

Fig.2Interference fringe of the sunflower oil

元宝牌一级大豆油；金龙鱼葵花籽油；多力特级初榨橄榄油；多力玉米油；多力浓香型菜籽油。本文选择葵花籽油作为标准，其他种类的油品处理方式与葵花籽油相同。葵花籽油干涉图如图2所示，截取图像大小为1 600×1 600个像素，其他各种油品的干涉图像如图3所示，图3（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、（g）分别是葵花油、玉米油、花生油、大豆油、菜籽油、橄榄油以及葵花玉米油1∶1混合后的干涉条纹。为便于实验分析，截取干涉条纹的中心固定大小矩形区域。

获取干涉图像的有效区域后，根据式（2）求得图像重心。为计算方便，可取彩色图像中的任意一幅单色图像。图4所示为葵花籽油干涉图像的单色图，图像中的“+”位置为葵花籽油干涉图像计算所得的重心位置，坐标为（800.087 6，848.570 2），同样也可求得后续被测油品干涉条纹图像的重心。由于调整干涉条纹呈水平状，y方向的坐标差异即为条纹重心移动量。

2.2干涉条纹宽度分析

通过分析不同油样品条纹宽度，可以初步判定它们之间折射率的大小关系。根据式（1）可得到：葵花

油、玉米油、大豆油、菜籽油、花生油，橄榄油的干涉条纹宽度用像素数表示分别为：103.697 4、108.334 7、126.221 9、113.482 2、117.025 3、130.025 3。

以1 600万像素相机为例，实测的葵花籽油条纹宽度和橄榄油条纹宽度之差约为27个像素，条纹宽度差别明显，与其他油品之间也存在4个像素以上的差别。对混合油品，其条纹宽度也能得到较好的区分。

根据等厚干涉原理可知，条纹宽度大对应的油品折射率相对较小，因此可以得出上述6种油品的折射率从大到小的排列应为：葵花油、玉米油、大豆油、菜籽油，花生油和橄榄油。上述分析表明，仅从干涉条纹的宽度也能区分油品之间的不同。

2.3条纹移动量与折射率关系

折射率的改变会使图像上的条纹整体向某个方向移动，反映在图像中就是灰度值的变化，其图像重心也随之发生改变。表1列出了各油品的以像素表示的重心坐标及相对位移量ΔY，表中的实验1、实验2、实验3分别代表3组不同大小尺寸图像的重心位置，然后取算术平均值。不失一般性，本实验以葵花油为定标测试物，并已知葵花油折射率为1.474 1（用其他方法测得）。根据式（3），实测的各油品的折射率如表2所示。因为图像的重心受图像边界灰度值影响，因此在保证图像的干涉条纹清晰可用的条件下，多提取几组图像来求均值，以提高测量精度。

本文用面阵CCD相机拍照，条纹相对移动量的测量精度约为0.01个条纹宽度，对应的折射率测量误差小于± 0.0001。

3结论

对于同一种油品，例如油中含水量不同，其折射率会相应改变，用干涉仪进行检测时表现为干涉条纹相对宽度的变化及条纹相对位置的移动。因此，以已知的合格产品作为标准，就可以快速知道某种食用油是否有掺假、不达标的情况。

本文检测方法原理简单，仪器操作简便。实验所用软件能自动读取条纹宽度和条纹移动量，为食用油品质的检测或地沟油的快速鉴别提供了一种简便、实用的方法。

参考文献：

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固体无机化学是跨越无机化学、固体物理、材料科学等学科的交叉领域尤如一个以固无机物的“结构”、“物理性能”、“化学反应性能”及“材料”为顶点的四面体是当前无机化学学科十分活跃的新兴分支学科。

1 固体无机化合物的制备及应用

固体无机化合物材料的制备大多是利用高温固相反应这些反应难以控制能耗大成本高。为此发展了其它各种合成方法如前体法、置换法、共沉淀法、熔化法、水热法、微波法、气相输运法、软化学法、自蔓延法、力化学法、分子固体反应法等。其中近年来提出的软化学合成方法最为突出它力求在中低温或溶液中使起始反应物在分子态尺寸上均匀混合进行可控的一步步反应经过生成前驱物或中间体最后生成具有指定组成、结构和形貌的材料。

1.1光学材料的研究。苏勉曾等用均相沉淀法在水溶液中合成了氟氯化钡铕（ⅱ）经过处理后制得无余辉、发光性能良好的多晶体。用这种多晶体制成的高速增感屏其增感因素是钨酸钙中速屏的4～5倍已被全国2000所医院使用。1983年苏勉曾等在系统研究氟卤化物的x-射线发光及紫外发光现象的过程本文由收集整理中发现了bafx：eu2+晶体经x-射线辐射后着色的现象开始注意到晶体中色心生成并于1984年开始研究晶体的x-射线诱导的光激励发光现象及发光机理用光激励发光材料制成了图像板作为x-射线的面探测器。他们还设计制作了一台由光学精密机械和计算机组成的计算x-射线图像仪已可以获得清晰的x-射线透视图象和粉末晶体衍射图像。

1.2多孔晶体材料的研究。徐如人、庞文琴等在水热法合成各种类型分子筛的基础上发展了溶剂热合成法利用前驱体和模板剂制备了一系列水热技术无法合成的新型磷酸盐及砷酸盐微孔晶体所合成的jdf-20是目前世界上孔口最大的微孔磷酸铝；1989年徐如人、冯守华等首次报道了微孔硼铝酸盐的合成和性质之后又获得了一系列新型微孔硼铝氯氧化物。其中硼的配位数可取4也可取3但不会高于4；铝、镓、铟的配位数大多超过4有的甚至达到6。所有这些都突破了传统分子筛纯粹由四面体结构基元构成的概念为开发新型结构特征的微孔材料提供了丰富的实验依据。

1.3金属氢化物的研究。申泮文等设计了有特殊搅拌设备的固-液-气多相反应釜使“金属还原氢化反应”在400～500℃范围内进行完全；利用此类反应以新方法合成复合金属氢化物；以“共沉淀还原法”“置换扩散法”制备了钛铁系、镍基或镁基合金等储氢材料；创造了钕铁硼等永磁材料合成新工艺。

1.4 c60及其衍生物的研究。1990年底中国科学院化学研究所和北京大学开始c60团簇的合成实验研究尔后国内10余个单位相继开展了c60的研究取得了很好的结果如首先在国际上建立了重结晶分离c60和c70的方法；在国内首次获得了k3c60和rb3c60超导体达到了当时的国际先进水平；发现在阴极中掺杂y2o3可以大大提高阴极沉积物中等碳纳米管的含量；首先报道了直接氧化c60含氮化合物的研究成果等。

2 室温和低热固相化学反应

从固体无机化学的发展过程来看固相反应尤其是高温固相反应一直是人们制备新型固体材料的主要手段之一。但长期以来由于传统的材料主要涉及一些高熔点的无机固体如硅酸盐、氧化物、金属合金等通常合成反应多在高温进行所得的是热力学稳定的产物而那些介稳中间物或动力学控制的化合物往往只能在较低温度下存在它们在高温时分解或重组成热力学稳定产物。为了得到介稳态固相反应产物扩大材料的选择范围有必要降低固相反应温度。

2.1固相反应机理与合成。忻新泉等近10年来对室温或近室温下的固相配位化学反应进行了系统的研究探讨了低。热温度固-固反应的机理提出并用实验证实了固相反应的四个阶段扩散-反应-成核-生长每步都有可能是反应速率的决定步骤；总结了固相反应遵循的特有的规律；利用固相化学反应原理合成了几百个新原子簇化合物、新配合物以及固配化合物。

2.2原子簇与非线性光学材料。非线性光学材料是目前材料科学中的热门课题。近10多年来人们对三阶非线性光学材料的研究主要集中在半导体、有机聚合物、c60以及酞菁类化合物上而对金属簇合物的非线性的研究几乎没有。忻新泉等在低热固相反应合成大量簇合物的基础上开展了探索研究发现mo（wv）-cu（ag）-s（se）簇合物具有比目前已知非线性光学材料更优越的三阶非线性光限制效应使我国在这一前沿领域的创新工作中占有一席之位。

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作为“中国科技第一展”中国国际高新技术成果交易会（以下称“高交会”）的资深主办单位和重要参展方，中科院专馆为科研机构与企业之间架起桥梁。产业与合作需求、技术突破需求、科学普及需求、创新创业需求……在这里，最新科研成果从实验室走向市场，孵化出一家家创业企业，带动一个个相关产业，高等科研院所与地方、产业融合，综合发展，逐渐成为促进区域经济发展的动力引擎。

“国字头”的科研成果

中科院专馆今年的主题为“科技改变生活，智能引领未来”，围绕智能制造、生命健康、人工智能三大展示领域，从全院研究机构的重大科技突破和成果中遴选精品参展。

作为科研领域的“国家队”，中科院今年带来265项科技成果，实用化量子通信技术、高灵敏度低噪声CMOS图像传感器、3.0T MRI 核磁共振、液态金属任意表面电子电路喷墨印刷技术、糖尿病无创检测仪、阿尔茨海默病新药GIBH130、摩擦电汽车尾气过滤器、木质纤维素类生物质原理合成生物航空燃油、康复用下肢外骨骼机器人、深海富钴结壳采样机、水下滑翔机……其中，不少成果达到国际领先水准，多项成果打破了技术垄断。

作为世界各国竞相研发的新一代信息安全技术，量子通信在国防、政务、金融等信息安全领域具有十分重要的实用价值和战略意义。本次参展的实用化量子通信技术，其研发公司是中国科学技术大学发起组建的产业化实体――科大国盾量子技术股份有限公司，原始创新来源于中国科大国家自然科学一等奖团队。通过持续自主创新，该公司已成长为我国最大的量子通信设备制造商和量子信息系统服务提供商。

在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下称“中科院长春光机所”）展位，最为引人注目的是高灵敏度、低噪声CMOS图像传感器、长焦变焦高清摄像头以及“镇馆之宝”――世界上最大面积的中阶梯光栅。CMOS图像传感器是重要的光学元件，参展的高性能CMOS图像传感器中，GSENSE 5130专为广电、VR、3D扫描和高端应用而设计，GSENSE 2020可满足高速、低噪声、高灵敏度、高动态范围需求，长焦变焦高清摄像头可实现3公里外对人脸清晰成像，H6A高性能CMOS相机内嵌图像处理算法，极大提高了用户体验。

光栅是光谱分析仪器分光系统的核心器件，利用中阶梯光栅制作的光谱仪器具有体积小、高色散、高分辨率等特点，代表了先进光谱技术的发展趋势。中科院长春光机所知识产权与成果转化处处长褚明辉介绍，“同时将光栅做大和做精是世界性难题，大面积高精度中阶梯光栅已经成为制约我国相关领域技术发展的短板，中科院长春光机所获得‘国家重大科研装备研制项目’支持，开展大型高精度衍射光栅刻划系统的研制工作，历时八年艰苦攻关，今年11月刚刚验收，成果就是这块面积达400mm×500mm的世界上面积最大中阶梯光栅，是完全的自主创新。”

中科院深圳先进技术研究院（以下称“深圳先进院”）展出的是中国首台拥有完全自主知识产权的、具有国际顶尖水平的磁共振临床用全身影像系统，以及首台拥有完全自主知识产权的3T磁共振临床用全身影像系统，该系统在MRI相关多项重大核心技术上实现突破，打破跨国公司的垄断。在高级临床应用方面，开发的高场磁共振快速成像序列、心脏实时高分辨成像、脑动脉血管壁与斑块成像、磁共振温度成像、非增强外周动脉血管成像等均达到国际领先水平。

对接企业真实需求

高交会开幕论坛上，中国科学院、中国工程院院士路甬祥表示，大学与研究机构仍是创新传播基础知识与前沿技术的重要基地，国家实验室、大科学装置、工业技术中心、重大科技工程、大数据、云计算、创新型企业和研发组织等是牵引推动国家创新能力提升的重要平台和强大引擎，应当建设协同高校、充满活力的创新体系。

科研院所最不缺的就是尖端的科技创新成果，在高交会展示出来，去对接实实在在的产业需求、技术升级，这也是中科院布展的初衷。

中科院深圳先进院2006年成立当年就决定参加高交会，机器人、新材料等实体项目吸引了不少企业。此后十年，该院诸多阶段性创新成果不断亮相高交会，展出项目近千项，累计接待企业近两千家，约10%转化为合作意向和深度对接。

承担过“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目的中科院长春光机所以“推介成熟科技成果、展示高端技术、打造长光品牌”为宗旨参加此次展会。现代制造业很多高端精密检测设备依赖进口，而这一领域正是中科院长春光机所的优势所在。深入调研市场后，中科院长春光机所与国内相关重点企业联手，有针对性研发，陆续打破了相关领域的进口垄断。与此同时，该所还结合振兴东北老工业基地的战略，深入了解地方企业需求，全面进入民营市场。“做成果转化最重要的就是面向市场，直接与企业对接，高交会为我们提供了很好的展示平台。” 褚明辉说。

科研与资本共舞

促进科研院所成果转化，促进院所与企业交流，让科技与资本共舞是高交会焦点。开幕论坛上，美国国家科学院院士、欧洲物理奖、美国物理学会巴克莱奖、富兰克林奖得主张首晟与听众分享经验――美国高校科学前沿与市场、投资如何紧密结合：“我们这个时代最需要是科学的创新，科学的创新需要投资紧密结合，在斯坦福大学经常有这样的机会，让科学前沿和投资真正紧密结合，使科学家的发明尽早进入市场。”

事实上，国内很多科研院所对“双创”早已抛出橄榄枝。通过孵化器方式对接资本市场、引进企业和社会资金孵化科研项目，成为不少机构推动研发项目可持续发展、形成自我造血能力的代表性模式。例如，在中科院深圳先进院，“应用研究-技术开发-产业化应用-企业孵化”的科技创新链条已然成型，高校、研究院所、特色产业园区、孵化器、投资基金等产学研资创新要素紧密结合，大大提高了创新效率。

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摘要：目的运用ICM（Image Cytometer）对图像进行处理和分析，在给出细胞形态学参数的同时对DNA的含量进行定量分析，能有效地协助医生对诸如肿瘤等多种病症做出诊断。方法以武汉大学光谱与成像仪器工程技术研究中心研制的“全自动DNA细胞图像定量分析仪”（DNAICM）为平台，对鸡血红细胞和宫颈脱落细胞进行液基薄层制片，用Feulgen染色法染色，对DNAICM上获取的细胞染色图像进行扣背底算法处理。结果 用冷酸解法对两种细胞进行Feulgen染色后细胞着色较深且均匀；进行扣背底算法处理后的细胞图像的灰度值方差为0.524，比不进行处理时（0.919）要小。 结论冷酸解法更适用于鸡血红细胞和宫颈脱落细胞的Feulgen染色；扣背底算法可以有效地减少视场不匀带来的误差。

关键词：DNAICM； DNA定量分析； 扣背底； 积分光密度； DI直方图； Feulgen染色

Research of DNA Quantitative Cytology Based on Image Processing

Abstract：ObjectiveImage processing and analyzing by use of ICM（Image Cytometer）can be conductive to doctors in tumor diagnoses. MethodsMonolayer of chicken red blood cells and cast-off cervical cells were deposited onto microscopic slides by liquid based sampling preparation. The slides were stained by Feulgen coloration for determination of amount of DNA using an automated DNA imaging cytometer (made by Engineering Research Center of Spectrum & Imaging Instrument， Wuhan University) and cell images obtained were processed by the method of distracting background in image processing.ResultsThe color of two types of cells after cold acidolysis used in Feulgen coloration was deeper and more symmetrical than that after hot acidolysis. The gray scale variance of cell images after disposure of distracting background was smaller than that of no such disposure. ConclusionCold acidolysis was more suitable in Feulgen coloration of chicken red blood cells and castoff cervical cells. Method of distracting background could effectively diminish the asymmetry of the background of cell images.

Key words：DNAICM ; DNA quantitative cytology ; Distracting background; Integral optical density; DI table; Feulgen coloration

20世纪90年代初至今，计算机成本的下降以及性能的大幅度改进、CCD技术和图像处理技术的发展，使得ICM技术在癌症早期诊断的细胞DNA定量分析技术中异军突起。其原理是医学病理上常用的细胞切片、印片或涂片，经固定液固定后用Feulgen染色，利用精密透射光学显微镜、窄带干涉滤光片、高精度图像采集系统将细胞DNA的数字化灰度图像摄入计算机，通过图像处理技术对该细胞DNA图像灰度形态进行定量分析，计算出每个细胞的积分光密度（IOD）值，再根据BeerLambert光吸收定律将单个细胞的IOD值与标准定标细胞相比后，换算成细胞DNA的绝对质量并给出被测细胞的倍体分布及细胞周期（即G0/G1期，S期，G2/M期）等参数。医师借助这些参数即可作出诊断。此方法简便、实用而且准确度高，对人体及其它动物肿瘤或癌症的早期病理分析和诊断研究具有重大参考意义。ICM(Image Cytometer)不仅能对极少量的细胞核作DNA含量和倍体分析，而且可同时测量细胞核的形态参数（面积、形态因子、纹理特征等）并通过图像处理技术加以辅助分析。因此ICM及其仪器在国际上逐步在病理诊断学、细胞生物学、组织胚胎学、遗传免疫学等领域得到了越来越广泛的应用，已经成为DNA定量测量，尤其是肿瘤的细胞学诊断的一项快速、客观、有效的重要手段［1，2］ 。近几年来，用DNA倍体分析系统进行宫颈癌及癌前病变的诊断在国外已有大量报道［3～10］ 。此外，细胞DNA定量分析诊断方法在北美及欧洲已作为一种常规临床检测方法之一 ［11～13］。

1 材料与方法

1.1 材料宫颈脱落细胞样本取自湖北省武汉市肿瘤医院、湖北省黄石市第一医院和山东淄博计划生育研究所，保存于50%的乙醇溶液（细胞保存液）中。鸡血红细胞取自健康公鸡的动脉血，加入0.3%～0.4%的柠檬酸钠抗凝剂，保存于50%的乙醇溶液（细胞保存液）中。

1.2 方法采用液基薄层制片技术，对制作的玻片进行Feulgen染色，再利用全自动DNA细胞图像定量分析仪完成对细胞图像的采集、处理和DNA定量分析。

1.2.1 液基薄层制片 在细胞保存液中加入0.1%DTT消化液放在振荡器上振荡2 h，然后将消化后的细胞悬液离心5 min(800 r/min)，弃上清液后加入50%乙醇分别清洗、离心2次(800 r/min×5 min/次)。然后将用保存液稀释的细胞混悬液放入细胞涂片离心机甩片5 min，制成薄层细胞学玻片［14］ 。

1.2.2 Feulgen染色 固定液：10%缓冲福尔马林液（pH 7 .4）；酸解液：盐酸，浓度5mol/L；酸解温度：25℃(与武汉四五月份室内温度基本接近)；酸解时间： 45 min；测量滤色镜波长：560 nm。染色过程： 涂片空气干燥1 h，固定液固定1 h；蒸馏水漂洗10 min；5 mol/L HCl，25℃酸解45 min，(温控水浴)；蒸馏水漂洗5 min；与Schiff染液反应45 min (25℃)；蒸馏水漂洗5 min；自来水冲洗15 min (稳水)，常规乙醇脱水，二甲苯透明，树脂封固［15，16］ 。

1.2.3 DNA定量分析 全自动DNA细胞图像定量分析仪的系统构成及分析流程 ：武汉大学光谱与成像仪器工程技术研究中心自主开发的全自动DNA细胞图像定量分析仪硬件系统由Olympus BX41显微镜、恒流源、自动上下片系统、精确位移三维平台(包括载物台、步进电机、三轴原点定位传感器、条码扫描器等)、CCD摄像机、操纵杆、控制器和、计算机等组成（见图1）。软件系统自动聚焦、扫描、图像采集程序(卢国强. ICM分析自动化及应用研究.武汉大学硕士学位论文)，细胞图像数据库、细胞特征库、知识模型库和智能分析处理程序(张燕. 遗传算法和支持向量机在DNA细胞图像分析仪中的应用.武汉大学硕士学位论文)，六大功能模块构成。分析流程如图2所示。

图1 全自动DNA细胞图像定量分析仪硬件构成 （略）

图2 DNA定量分析的流程（略）

扣背底算法 ：为了克服光学传递中的不均匀性，我们采集了一幅空视野作为亮场背底图像，然后在后面采集的细胞图像中除去这个背底图像，用这种方法可以有效地减少视场不匀带来的误差。全局扣背底为测量细胞图像分析仪的光均匀度，在玻片上寻找一个空白位置（染色后的背底，一般还会有少量的杂质）采集一幅背底图像，背底图像的灰度分布不均匀（见图3），其灰度直方图也不是规则的单峰，这是与显微镜的光路系统直接相关的，如果不采用软件系统进行校正，会带来极大的测量误差。均匀度指背景光强的灰度标准差和变异系数（coefficient of variation）。它们描述了背景光的均匀性，要求背景图像的像素点灰度变异系数小于3%。其公式如下：sd=1

MN∑M

i=1∑N

j=1fij(x，y)-―

f(x，y)21/2

（1）

CV=sd

―

f(x，y)

其中sd为图像各个像素灰度的标准差，fij(χ，y) 为某一个像素点的灰度值（0～255），―

f(x，y)为图像所有像素灰度的平均值， M，N分别是图像的长和宽。 cv为图像各个像素灰度的变异系数。

图3 采集的背底图像 （略）

图4 背底图像分割效果图 （略）

图5 变异系数（略）

由图4可见，由于背底图像的灰度分布不均匀，二值化后的图像存在不规则边缘（图中蓝色表示背景中灰度值较小的区域）。图5中，其直方图的第1个峰为某处视场进行扣背底后计算的像素点灰度值变异系数（1.08%），第2个峰为未扣背底计算的变异系数（3.82%），第3个峰为标准规定的变异系数最大值（3%）。扣除局部背底的方法与全局扣背底类似。一般是将细胞的外接矩形扩展2个像素，然后在此范围内计算除了细胞的有效像素之外的所有背景像素的灰度平均值，并以此平均值作为平均背底在细胞的每个有效像素中扣除。扣除算法可以用相除或相减（本DNAICM程序中用相除）。由于鸡血红细胞比宫颈脱落细胞小得多，且有的细胞连接较紧密，采用将细胞的外接矩形扩展2个像素的方法会使外扩区域中包含其他鸡血红细胞的有效像素，从而在计算积分光密度时产生误差，所以采用外扩1个像素的方法。

2 结果

2.1 冷酸法Feulgen染色后的效果

20倍镜下经45 min酸解的鸡血红细胞在全自动DNA细胞图像定量分析仪中采集的图像如图6～8所示。由图可见，细胞边缘清晰，着色均匀，效果优于热酸法。

图6 原始细胞图像（略）

图7 背底图像（cv=1.62%）（略）

图8 全局扣背底后的图像（略）

2.2 20倍镜下鸡血红细胞积分光密度直方图的比较

20倍镜下经45 min酸解的鸡血红细胞（十个视场，共1500个细胞）分别按照下面四种不同的方法进行实验，并比较实验结果（见图9）。结果见表1。由表1可以得出：IOD离散程度全局扣背底加局部扣背底时最小。理想的玻片背底是均匀的，但实际上由于经Feulgen染色后玻片上残留染色物质的分布不均和照明光源的不均匀性，使得玻片背底实际的灰度分布不均匀。如果不扣除这种不均匀性，在玻片不同位置或者是视场的不同位置测得的相同细胞核的灰度值不同，计算出的IOD值也会受影响。而全局扣背底大体上去除了背景的不均匀性造成的影响。再进行一次局部扣被底，把背景不均匀性的影响再次减小，所以此时得到的IOD的主峰紧密程度最好，离散程度最小；IOD方差各不相同，其中全局扣背底比不全局扣背底所得的方差要小。这也是由于全局扣背底大体上去除了背景的不均匀性造成的影响。

表1 4种扣背底方法的比较（略）

图9 （略）

（1）全局扣背底、局部扣背底后的细胞IOD直方图；

（2）全局不扣背底、局部扣背底后细胞IOD直方图；

（3）全局扣背底、局部扣背底后的细胞IOD直方图；

（4）全局不扣底、局部不扣背底后的细胞IOD直方图。

坐标系中横坐标表示IOD值，纵坐标表示细胞个数

2.3 宫颈脱落细胞DI（DNA Index，DNA指数）直方图、散点图 20倍镜下的正常人体宫颈细胞和发生癌变的人体宫颈细胞（全局扣背底、局部扣背底）DI直方图、散点图的比较（见图10）。

图10 （略）

（1）、（2）正常人体宫颈细胞直方图和散点图；（3）、（4）发生癌变的人体宫颈细胞直方图和散点图

直方图中横坐标表示DI值，纵坐标表示细胞个数；散点图中横坐标表示DI值，纵坐标表示细胞核面积

由于宫颈脱落细胞比鸡血红细胞大得多且DNA含量较稳定，所以正常人体细胞IOD直方图中IOD值的离散程度更小（约90%的细胞在主峰的正负10%范围内），DI值的主峰更细，系统测量的结果更精确。由于发生癌变的细胞中DNA含量增加，DI值大于2的细胞个数明显增多，医生可以根据DI值来判断细胞的癌变程度并作出诊断。

3 结论

细胞DNA定量分析对从硬件平台到软件算法都有着极为严格的要求，以保证定量分析的精度和诊断结果精确性。DNA定量分析的关键是对细胞的积分光密度和形态学参数（面积、形状因子等）的准确测量。其中第一步就是要获取准确、清晰的图像，这就对细胞制片和染色环节提出了严格的要求。液基薄层制片技术的运用，Feulgen染色中冷酸法的选择保证了所制玻片完全满足DNA定量分析的需要。在细胞积分光密度和形态学参数测量之前对细胞图像进行扣背底处理，很好的消除了显微镜光路系统带来的测量误差，克服了光学传递中的不均匀性，使得细胞积分光密度的测定更加精确。

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关键词 公路工程；施工；测量

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）47-0152-02

1 测量的基本工作

测量工作的基本内容是确定地面点的位置。它有两方面的含义，一方面是将地面点的实际位置用坐标和高程表示出来；另一方面是根据点位的设计坐标和高程将其在实地上的位置标定出来。要完成上述任务，必须用测量仪器通过一定的观测方法和手段测出已知点与未知点之间所构成的几何元素，才能由已知点导出未知点的位置。

点与点之间构成的几何元素有：距离、角度和高差，这三个基本元素称之为测量三要素。

2 测量工作的原则和方法

在进行某项测量工作时，往往需要确定许多地面点的位置。假如从一个已知点出发，逐点进行测量和推导，最后虽可得到欲测各点的位置，但这些点很可能是不正确的，因为前一点的测量误差将会传递到下一点。这样积累起来，最后可能达到不可允许的程度。因此测量工作必须依照一定的原则和方法来防止测量误差的积累。

在实际测量工作中应遵循的原则是：在测量布局上要“从整体到局部”；在测量精度上要“由高级到低级”；在测量程序上要“先控制后碎部”，也就是在测区整体范围内选择一些有“控制”意义的点，首先把它们的坐标和高程精确地测定出来，然后以这些点作为已知点来确定其他地面点的位置。这些有控制意义的点子组成了测区的测量骨干，称之为控制点。

采用上述原则和方法进行测量，可以有效的控制误差的传递和积累，使整个测区的精度较为均匀和统一。

3 水准测量的实施方法

在水准仪的使用过程中，应首先打开三脚架，把架头大致水平，高度适中，踏实脚架尖后，将水准仪安放在架头上并拧紧中心螺旋。

水准仪的技术操作按以下四个步骤进行：粗平―照准―精平―读数。

3.1 粗平

粗平就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡居中，使仪器竖轴处于铅垂位置，视线概略水平。具体做法是：用两手同时以相对方向分别转动任意两个脚螺旋，此时气泡移动的方向和左手大拇指旋转方向相同。然后再转动第三个脚螺旋使气泡居中。如此反复进行，直至在任何位置水准气泡均位于分划圆圈内为止。

在操作熟练后，不必将气泡的移动分解为两步，视气泡的具置而转动任两个脚螺旋直接使气泡居中。

3.2 照准

照准就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清目标和十字丝。其做法是：首先转动目镜对光螺旋使十字丝清晰；然后利用照门和准星瞄准水准尺，瞄准后要旋紧制动螺旋，转动物镜对光螺旋使尺像清晰；再转动微动螺旋，使十字丝的竖丝照准尺面中央。在上述操作过程中，由于目镜、物镜对光不精细，目标影像平面与十字丝平面未重合好，当眼睛靠近目镜上下微微晃动时，物像随着眼睛的晃动也上下移动，这就表明存在着视差。有视差就会影响照准和读数精度。消除视差的方法是仔细且反复交替地调节目镜和物镜对光螺旋，使十字丝和目标影像共平面，且同时都十分清晰。

3.3 精平

精平就是转动微倾螺旋将水准管气泡居中，使视线精确水平，其做法是：慢慢转动微倾螺旋，使观察窗中符合水准气泡的影像符合。左侧影像移动的方向与右手大拇指转动方向相同。由于气泡影像移动有惯性，在转动微倾螺旋时要慢、稳、轻，速度不宜太快。

必须指出的是：具有微倾螺旋的水准仪粗平后，竖轴不是严格铅垂的，当望远境由一个目标(后视)转瞄另一日标(前视)时，气泡不一定完全符合，还必须注意重新再精平，直到水准管气泡完全符合，才能读数。

4 水准测量误差及注意事项

1）仪器误差有视准轴与管水准轴不平行误差、水准标尺的误差和望远镜调焦机构隙动差；

2）操作误差有管水准器气泡居中误差、标尺瞄准误差、水准标尺的倾斜误差；

3）外界环境影响有地球曲率的影响、大气折射的影响、温度的影响 、仪器标尺升沉的影响；

4）注意事项：

（1）检验校正水准仪， i角小(DS3少于20“)，摈弃不合格标尺；

（2）一测站前、后视距尽量相等，视距差符合规定；

（3）测站观测只一次对光；

（4）做好精平；

（5）限制视距长度；

（6）立尺直、稳；

（7）避阳光直晒，最宜阴天观测，视线高出地面0.3m；

（8）往返测。

5 光学经纬仪基本操作

5.1 经纬仪的安置

1）三脚架对中

要求：高度适当，架头概平，大致对中，稳固可靠；

2）经纬仪对中

（1）光学对中器对光。看清光学对中器的分划板和地面，辨明地面点的大致方位；

（2）二手转动脚螺旋。眼睛在光学对中器目镜中观察分划板标志与地面点相对移动并重合为止。

3）三脚架整平

（1）转动照准部使管水准轴与所选二个脚腿地面支点连线平行，升降一脚腿使管水准器气泡居中；

（2）转动照准部使管水准轴转动90°，升降第三脚腿使管水准器气泡居中。应重复一二次。

4）精确整平

（1）转动照准部使管水准轴与所选二个脚螺旋中心连线平行，相对转动二个脚螺旋使管水准器气泡居中。管水准器气泡在整平中的移动方向与转动脚螺旋左手大拇指运动方向一致；

（2）转动照准部90°，转动第三脚螺旋使管水准器气泡居中。

5.2 瞄准

瞄准的实质：安置在地面点上的经纬仪的望远镜视准轴对准另一地面点的中心位置。一般地，被瞄准的地面点上设有观测目标，目标中心在地面点的垂线上，目标是瞄准的主要对象。

瞄准的步骤：大致瞄准、对光、精确瞄准。

5.3 读数

在经纬仪瞄准目标之后从读数窗中读水平方向值。读数与记录有呼有应，有错即纠。纠错的原则“只能划改，不能涂改”。最后的读数值应化为度、分、秒的单位。

6 水平角观测技术方法

方向法或称测回法，用于测量二个方向或三个方向构成的角度。

1）准备工作

（1）选定起始方向；

（2）在地面点安置经纬仪和树立目标；

（3）做好望远镜的对光；

（4）根据需要进行水平度盘配置。

2）观测方法

选定测量的角度是∠AOB（α）。

（1）盘左观测：

经纬仪的竖直度盘在望远镜瞄准视线左侧的位置，该盘位称为盘左。

观测基本方法：①按顺时针转动照准部的方向瞄准目标；（按顺时针转动照准部先瞄准A目标，后瞄准B）；②在分别瞄准目标后立即读数，记录。

（2）盘右观测

经纬仪的竖直度盘在望远镜瞄准视线右侧的位置，该盘位称为盘右。

盘左观测变盘右观测的基本方法：①沿横轴纵转望远镜180°，转动照准部使仪器处于盘右位置；②按逆时针转动照准部的方向瞄准目标（按逆时针转动照准部先瞄准B目标，后瞄准A）；③在分别瞄准目标后立即读数，记录。

7 导线的复测与加设

导线测量是平面控制测量的一种方法。所谓导线就是由测区内选定的控制点组成的连续折线，详见图1所示。

折线的转折点A、B、C、E、F称为导线点；转折边DAB、DBC、DCE、DEF称为导线边；水平角B， C， E称为转折角，其中B、E在导线前进方向的左侧，叫做左角， C在导线前进方向的右侧，叫做右角； AB称为起始边DAB的坐标方位角。导线测量主要是测定导线边长及其转折角，然后根据起始点的已知坐标和起始边的坐标方位角，计算各导线点的坐标。

8 路线的横断面测量

路线的横断面测量就是测绘各中桩垂直于路中线方向的地面起伏情况。首先要确定中桩点的横断面方向，然后在此方向上测定地面变坡点或特征点间的距离和高差，并按一定的比例绘制横断面图，供路基断面设计、土石方计算和桥涵及挡土墙设计等用。

9 角度测量、距离测量注意事项

1）仪器要稳定：防止仪器的不均匀下沉，测站应选在土质坚实的地方，要踏实三脚架使其稳定，观测时不要碰动三脚架；

2）对中要准确：安置仪器时应仔细对中；当视线短时，对中误差不应超过3mm；当水平角接近180°时，在与短边垂直方向上，对中尤其要严格；

3）整平要仔细；一般规定在观测过程中水准管气泡偏离中央不应大于半格，若偏离超过一格，应重新整平；当观测目标的竖直角很大时，更要注意仪器的整平；

4）目标要照准：观测时应尽量照准标志中心或目标的底部；后视要选在长边上，对光要仔细，注意消除视差；

5）操作要规范：用测微轮时要用同一方向进行符合；强光时要给仪器打伞，选择在天气比较稳定和清晰的天气条件下进行观测；

6）估读要准确：要记住所用仪器的度盘注记形式，精确估读尾数；

7）观测要校核：为了消除视准轴不垂直横轴以及横轴不垂直竖轴对测角的影响，应采取盘左和盘右两次观测，误差在允许范围内，取平均值作为观测成果。

10 结论

总之，施工测量贯彻于整个工程施工过程，对测量成果质量实施有效的控制是工程施工质量控制的关键环节，如何施工中的测量工作值得广大行业测量技术人员继续关注和探讨。

参考文献

[1]徐辉.论工程施工测量中的复核方法及采取措施[J].隧道建设，2002(2).

篇9

关键词：激光电视；家居全息；技术瓶颈

中图分类号：TN94 文献标识码：A

激光电视是射线管电视的一个重要形式，也是实现高解析大幅面电视的一个重要突破口。虽然OLED技术将半导体电视显示技术推向了一个新的高度，但此举难以给市场需求的大幅面电视提出足够经济的解决方案。OLED技术对于裸眼3D技术的支持也有待于进一步突破。马年春晚的舞台全息激光技术让国人眼前一亮，事实上，长虹电视的有关研究可以使得本技术进入居家客厅的周期大幅度提前。

1传统激光电视技术

传统激光电视技术采用了背投技术，平面显示策略。此种策略下，电视机驱动三色激光器，通过直流电机驱动的扫描棱镜和步进电机控制的成像棱镜，在电视屏幕上直接投射并透射出相关影像。

归纳来讲，传统激光电视技术存在三个弊端：

（1）体积较大。采用了背投技术的传统激光电视，为了保障电视激光束的合理投射角度，其屏幕后方空间必须设计较宽大的透射区，“大肚子”电视的布局无法回避。

（2）刷新率低。基于机械马达驱动的刷新系统，即便运行在1.5万rpmin的转速下，完成1990线的4K高清扫描也需要0.13min，如果实现80Hz的舒适扫描频率，必须使得扫描马达达到1000万rpmin。迄今为止没有任何一个步进电动机可以实现如此高的转速。

（3）视角较小。OLED实现了接近180度的舒适视角，背投激光电视因为基于背投技术，其视角较难实现工程级别的突破。

2全息概念为激光电视带来生机

智能家居对于基于激光交互技术的激光电视的革新需求主要以下3个方面：

（1）智能茶几技术。当前的智能茶几是基于OLED技术或者LED技术的茶几表面，采用全触摸控制技术和钢化玻璃表面技术，使得茶几的LED显示器实现互联网接入和智能互动。智能茶几当前在智能家居中的地位是作为客厅的第二块屏幕存在的。但在PDA技术的冲击下，智能茶几显得较为多余，因为实际客厅中，智能茶几无法坐稳第二块屏幕的位置，甚至会为每一个PDA屏幕让位。且基于OLED和LED技术的智能茶几形态单一，防水性较差，难以与皮革、实木等材质相结合。

（2）智能厨房技术。使用PDA在厨房看菜谱的习惯已经在很多家庭中成为习惯，但PDA防水防油性能不佳，进入厨房后没有合理的安放方式，也较容易发生跌落等事故。所以，基于全息技术的激光电视进入厨房就成为厨房智能化的首选交互方式。

（3）实时交互技术。智能化家居门禁技术、智能化灯光控制技术和智能化家居稳控技术，均要求有一块可以跟随用户走动的屏幕，这块屏幕最好质量为零，无需携带，召唤即来。而这种技术在全息激光电视技术中能得到完美支持。

3智能全息3D激光电视的技术及经济需求

付瀚毅（2014）对激光全息技术在智能电视技术中的技术应用进行了全面研究，且制作了第一台概念机。虽然概念机的成本价格较高，但其各项成本均有通过产能的放大化进行压缩的可能。冯传岗（2011）经过研究后认为，使用激光技术的全息电视会成为21世纪电视产业的核心竞争者，激光家居全息技术会成为21世纪改变居民生活方式的核心技术之一。

3.1硬件需求

首先，使用空气投射技术的高亮度激光透射管，每空间至少应该有3处部署。激光器能量应该在9W以上，因为其透射角并不大，扫描线并没有4K视频复杂，所以，其电机压力较小。15000rpmin电动机足够实现扫描要求。

其次，因为以上数据处理中心的实质是基于低精度电子全站仪的人员定位、红外摄像探头的手势识别、激光电视投射设备的全息投射三位一体的设备，核心处理器为后置台式设备，而近端处理器采用价格低廉的全志8核心设备足够满足单一探头的近端控制。所以，分布式系统成为智能家居的核心业务。

核心业务采用基于IBM架构的家庭计算机主机，运行在2.4GHz以上的前端主频、8个独立处理核心、运行在16GB运行内存，可以基本满足系统的核心处理支持。激光电视透射系统包含两个轴向的步进电机，32位步进电机控制版，基于全志8核心系统的近端控制器。收拾识别和人员定位近端控制器同样采用全志系统实现近端数据处理。

3.2经济需求

人员定位精度应该在0.5m以内，人员矢量定位角度应该在15度以内，人员手势定位应该在0.2m以内。虽然低精度电子全站仪的定位精度足够实现此技术，但低精度电子全站仪的成本目前仍然较高，在3000元左右，激光器和红外摄像装备的价格也难以更大限度的压缩，所以至少需要两个低精度电子全站仪的家居电视系统整体成本难以控制在40000万元以下。

随着市场推广的进行，产能逐渐释放，系统的科技附加值会得到进一步的分摊，成本也会持续下降，未来的基于全息激光电视的智能家居产品等效今天购买力应该在15000元上下。也有可能未来的位图图像识别技术可以实现更高级别的动作识别，电子全站仪被软件替代后，系统的终端售价应该会小于1万元。这就为市场需求的进一步放大提供了技术支持。

结语

随着互联网技术的发达，作为单向媒体终端的电视机即将被家居淘汰的趋势已经越来越明显，这也是一个历史潮流。但电视技术不但不会被淘汰，还会随着科技的发达始终作为家居的核心存在。可能不久的将来，壁挂电视像以往的射线显像管电视一样成为历史。但具有智能交互技术的激光电视还会成为家居的核心交互设备。电视机和电视背景墙在家居概念中逐渐消失以后，激光电视技术会使得电视在家居中“无处不在”。这是在不久的将来就可以实现的新生活方式。

参考文献

[1]徐大雄.全息术的新进展：数字激光全息三维图像信息处理和传输[J].中国品牌与防伪，2010，12（12）：99-101.

篇10

在中国古代，有人在文学著作中描述了飞行的理想，而且还有人设计了一些大型的风筝飞行器，试图实现这种脱离大地束缚的理想。明朝的万户，就设计了一种将几十支火药火箭绑在椅子上，手拿风筝进行飞行的试验。世界上最早的飞行器是中国发明的风筝。15世纪，意大利的列奥纳多·达·芬奇也曾设计过飞行器。

自从1992年1月中国启动了载人航天飞船的研发以来，我国便从此高度重视航天事业的发展。接下来也陆续发明了神舟一号至天宫一号的航天器并最终发射成功。国际航线油化商船轮机长杨勇生一直从事国际商船上各种动力机械设备的安全管理、维修保养工作，积累了丰富的实践经验。在实际工作中充分发挥自身的优势，抓住工作重点，攻克工作难点，在本职领域内得到了理论与实践相结合的锻炼。工作之余，他热心科技事业，自学各种当今先进科技理论。特别是在思维创新上，能够与时俱进，开拓进取，见解独到。

由UFO引发的灵感

杨勇生通过阅读大量各类与飞碟接触者的内、外目击报告和搜集有价值的照片，从外观特征、现象来推断其内部的构造原理，其间运用了一些个人经验并交叉了当今科技前沿技术，终于发明了电磁无轴陀螺次星际空天载具，提出了人类目前尚未实现的且完全不同于以往基于空气动力学原理的任何飞行器的全新航天动力学解决方案和理论成果。

目前，航空、航天领域中的飞行器大都存在动力问题、平衡问题以及能源的可持续发展难题，这无不制约着飞行器的开发与利用。杨勇生在破解这一难题的过程中也获得了意外的发现。具体而言，电磁无轴陀螺次星际空天载具与以往现有技术的区别表现在起升方式和推进方式上：现有技术主要靠空气动力学的机翼升力和靠剧烈氧化大量矿物燃料产生热气来反向喷射产生推进动力以达到起升和推进的目的；此项目则采用来自自身的无反作用力的电磁感应安培力来达到起升载具的目的；并同时喷射高能等离子体产生推进力；自由电子激光器在所有激光器里是功率最强的，现有的基于直线感应加速器的自由电子激光器占地有一个足球场大，且耗能巨大；此项目中激光器的谐振腔不是靠反射镜来相干电子束，而是靠磁极掠过时提供有感动力，即每一拍频，谐振腔就震荡一次，因此也省去了额外的加速器；由于圆锥面结构的特殊性，上定子谐振腔内感应电流与感生电动势方向相反；下定子的谐振腔能量会更强一些，是来自加速管的电子束与谐振管内产生的感生电动势驱使的电流束相干，也是一个拍频，谐振腔内震荡一次。直流电流过导体线圈会产生稳恒磁场。那么反过来，一个稳恒的磁场（永磁体）其绕组内流过的不会是交流电，而必然是直流电，这是加速管内发生的情况；而高频交变的直流电就是激光，这就是谐振管内所发生的事情。

现有的摇摆器是单排直列的巷道式，此项目发明的FEL结构不同于以往的单元式基于直线感应加速器传输的方式，而是采用的是由转子旋转的摇摆器共享，具有多单元组网并联，自由电子流组间相互补偿的特点。这样一个载具就集成了旋转式自由电子激光器、微波波导、电子显微镜的磁透镜以及高能物理中的磁瓶等先进原理，不可不谓高端装备。

动力源和轴承为引进通用技术的改进型。动力源采用四组动力电池组轮换驱动永磁直流无刷电动机，并带动转子摇摆器高速旋转，同时转子内侧带动永磁无刷直流发电机向电池组充电。轴承采用三对永磁同极性磁环分别装在定、转子上，将转子悬浮限制定位，因此该轴承无摩擦阻力。而且体积根据用途需要，设计可大可小，还能自主移动。

军民两用 利国利民

如果中国掌握了高端的航天技术，在未来的世界便能获得更多的维护世界和平的话语权。电磁无轴陀螺次星际空天载具在军事、航天、民用上都具有重要意义，其在军事上的战略意义主要表现在：在较远的岛屿飞机不能直接到达，而轮船又无法停靠的地方，本产品拥有极大的应用价值，使用方便，经济适用，尤其在军事通信中继时，该产品可对地面、海面、低空对象提供宽带高速抗干扰及超视距通信能力，可有效扩大作战空间。该设备还可以在高空平台配置微波合成孔径雷达后，对地面、海面、低空飞行目标进行全天候不间断的跟踪、监视、定位。该设备可提供情报收集、侦察和战场监控等多项服务，使飞行员执行飞行任务时具备自我掩护的能力。

中国作为航天大国，不仅可以进行空天巡查，开展探索性发现，而且可在载具上进行科学试验、地质科学考察以及无夜宿的野外科学考察。在交通应急方面，该设备不受飞行速度、气流、天气条件的限制，可在防灾减灾中起到空中指挥平台的作用，使用者可在第一时间到达抢险救灾现场上空察看灾情，提供空中照明，引导救援。

在农业和生物方面，电磁无轴陀螺次星际空天载具可以在改良品种的基因工程中充当科研的工具；在自由电子激光器小型化方面大做文章，可以根据订制需要设计不同的规格，满足各方面对自由电子激光器小型化的需要。该设备还可应用于新闻纪录现场空中录像采集、电影航拍等，提供高清数字式全景、俯视鸟瞰画面，具有直接录制、无背景噪音、续航能力长等优点，创造不菲的商业价值。

低碳环保 前景远大