本發(fā)明光電設(shè)備信號(hào)處理領(lǐng)域。本發(fā)明具體涉及光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、針對(duì)光電設(shè)備信號(hào)采集過(guò)程中會(huì)涉及到諸多內(nèi)在和外在的參數(shù)，然而上述參數(shù)由于不確定性導(dǎo)致采集到的圖像信號(hào)質(zhì)量良莠不齊，光電信號(hào)在設(shè)備創(chuàng)新過(guò)程中需要大量的調(diào)參，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法和裝置，解決了設(shè)備實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有效、高效調(diào)節(jié)參數(shù)的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法，其包括：

3、基于光電陣列的多種光學(xué)參數(shù)的組合，得到多個(gè)光學(xué)環(huán)境設(shè)定下的采集圖像的多種質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)。根據(jù)光電陣列的多種光學(xué)參數(shù)的多種組合，模擬得到具有多通道的二維圖像樣本。

4、構(gòu)建具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)。以二維圖像樣本作為深度仿真網(wǎng)絡(luò)的輸入訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以對(duì)應(yīng)的多種質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練目標(biāo)值，訓(xùn)練得到深度仿真模型。

5、通過(guò)訓(xùn)練好的深度仿真模型，識(shí)別當(dāng)前采集圖像，得到當(dāng)前仿真效果等級(jí)數(shù)據(jù)。根據(jù)當(dāng)前仿真效果等級(jí)數(shù)據(jù)，得到可用于光電陣列的光學(xué)參數(shù)調(diào)整的設(shè)置值。

6、在本發(fā)明光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法的一種實(shí)施方式中，多種光電陣列的光學(xué)參數(shù)包括：光電元件的折射率，反射率，吸收率，相位角，與中心點(diǎn)距離，光照強(qiáng)度，光頻率，光學(xué)環(huán)境色度。

7、在本發(fā)明光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法的另一種實(shí)施方式中，包括：

8、歸一化多種光學(xué)參數(shù)。通過(guò)格拉姆角場(chǎng)將所述歸一化后的多種光學(xué)參數(shù)，映射gadf與gasf為兩個(gè)通道的二維圖像；通過(guò)馬爾科夫轉(zhuǎn)移場(chǎng)將所述歸一化后的多種光學(xué)參數(shù)映射mtf為對(duì)應(yīng)的一個(gè)通道的二維圖像，從而得到二維圖像的三個(gè)通道。

9、在本發(fā)明光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法的又一種實(shí)施方式中，具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)包括：

10、依次設(shè)置的圖像輸入層、兩個(gè)并聯(lián)的殘差網(wǎng)絡(luò)分支和一個(gè)全連接層。每一個(gè)的殘差網(wǎng)絡(luò)分支包括依次設(shè)置的殘差模塊和池化層。殘差模塊包括第一殘差模塊和第一池化層、第二殘差模塊和第二池化層。

11、在本發(fā)明光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法的另一種實(shí)施方式中，殘差模塊的網(wǎng)絡(luò)為深度殘差網(wǎng)絡(luò)。

12、第一殘差模塊的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)串行的深度殘差網(wǎng)絡(luò)單元。

13、深度殘差網(wǎng)絡(luò)中包括，兩個(gè)卷積層、兩個(gè)歸一化層和兩個(gè)激活函數(shù)層。卷積層的卷積核為3*3或4*4。

14、用交叉熵作為損失函數(shù),使用?adam?自適應(yīng)矩估計(jì)算法?作為優(yōu)化器進(jìn)行訓(xùn)練,獲得最佳模型。

15、本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別裝置，其包括：

16、一個(gè)光電陣列，其能夠基于光電陣列的多種光學(xué)參數(shù)的組合，得到多個(gè)光學(xué)環(huán)境設(shè)定下的采集圖像的多種質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)。

17、一個(gè)訓(xùn)練圖像生成單元，其設(shè)置于根據(jù)光電陣列的多種光學(xué)參數(shù)的多種組合，模擬得到具有多通道的二維圖像樣本。

18、一個(gè)訓(xùn)練單元，其設(shè)置于構(gòu)建具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)。以二維圖像樣本作為深度仿真網(wǎng)絡(luò)的輸入訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以對(duì)應(yīng)的多種質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練目標(biāo)值，訓(xùn)練得到深度仿真模型。

19、一個(gè)識(shí)別單元，其設(shè)置于通過(guò)訓(xùn)練好的深度仿真模型，識(shí)別當(dāng)前采集圖像，得到當(dāng)前仿真效果等級(jí)數(shù)據(jù)。

20、一個(gè)調(diào)整控制單元，其設(shè)置于根據(jù)當(dāng)前仿真效果等級(jí)數(shù)據(jù)，得到可用于光電陣列的光學(xué)參數(shù)調(diào)整的設(shè)置值。

21、在本發(fā)明使用光電陣列作為光學(xué)環(huán)境獲得采集圖像的效果仿真設(shè)備的一種實(shí)施方式中，多種光電陣列的光學(xué)參數(shù)包括：光電元件的折射率，反射率，吸收率，相位角，與中心點(diǎn)距離，光照強(qiáng)度，光頻率，光源色度。

22、在本發(fā)明使用光電陣列作為光學(xué)環(huán)境獲得采集圖像的效果仿真設(shè)備的一種實(shí)施方式中，訓(xùn)練圖像生成單元，還設(shè)置于歸一化多種光學(xué)參數(shù)。

23、通過(guò)格拉姆角場(chǎng)將所述歸一化后的多種光學(xué)參數(shù)，映射gadf與gasf為兩個(gè)通道的二維圖像；通過(guò)馬爾科夫轉(zhuǎn)移場(chǎng)將所述歸一化后的多種光學(xué)參數(shù)映射mtf為對(duì)應(yīng)的一個(gè)通道的二維圖像，從而得到二維圖像的三個(gè)通道。

24、在本發(fā)明使用光電陣列作為光學(xué)環(huán)境獲得采集圖像的效果仿真設(shè)備的一種實(shí)施方式中，具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)包括：

25、依次設(shè)置的圖像輸入層、兩個(gè)并聯(lián)的殘差網(wǎng)絡(luò)分支和一個(gè)全連接層。每一個(gè)的殘差網(wǎng)絡(luò)分支包括依次設(shè)置的殘差模塊和池化層。殘差模塊包括第一殘差模塊和第一池化層、第二殘差模塊和第二池化層。

26、在本發(fā)明使用光電陣列作為光學(xué)環(huán)境獲得采集圖像的效果仿真設(shè)備的一種實(shí)施方式中，殘差模塊的網(wǎng)絡(luò)為深度殘差網(wǎng)絡(luò)。第一殘差模塊的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)串行的深度殘差網(wǎng)絡(luò)單元。深度殘差網(wǎng)絡(luò)中包括，兩個(gè)卷積層、兩個(gè)歸一化層和兩個(gè)激活函數(shù)層。卷積層的卷積核為3*3或4*4。

27、用交叉熵作為損失函數(shù),使用?adam?自適應(yīng)矩估計(jì)算法?作為優(yōu)化器進(jìn)行訓(xùn)練，獲得最佳模型。

28、下文將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖對(duì)光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法的特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法，其特征在于，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法，其特征在于，所述多種所述光電陣列的光學(xué)參數(shù)包括：光電元件的折射率，反射率，吸收率，相位角，與中心點(diǎn)距離，光照強(qiáng)度，光頻率，光學(xué)環(huán)境色度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法，其特征在于，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法，其特征在于，所述具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法，其特征在于，所述殘差模塊的網(wǎng)絡(luò)為深度殘差網(wǎng)絡(luò)；

6.光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別裝置，其特征在于，其包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別裝置，其特征在于，所述多種所述光電陣列的光學(xué)參數(shù)包括：光電元件的折射率，反射率，吸收率，相位角，與中心點(diǎn)距離，光照強(qiáng)度，光頻率，光源色度。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別裝置，其特征在于，所述訓(xùn)練圖像生成單元，還設(shè)置于歸一化所述多種光學(xué)參數(shù)；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別裝置，其特征在于，所述具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別裝置，其特征在于，所述殘差模塊的網(wǎng)絡(luò)為深度殘差網(wǎng)絡(luò)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種光電陣列基元參數(shù)的仿真識(shí)別方法和裝置，得到多個(gè)光學(xué)環(huán)境設(shè)定下的采集圖像的多種質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)。根據(jù)光電陣列的多種光學(xué)參數(shù)的多種組合，模擬得到具有多通道的二維圖像樣本。構(gòu)建具有并列深度殘差網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的深度仿真網(wǎng)絡(luò)。訓(xùn)練得到深度仿真模型。通過(guò)訓(xùn)練好的深度仿真模型，識(shí)別當(dāng)前采集圖像，得到當(dāng)前仿真效果等級(jí)數(shù)據(jù)。根據(jù)當(dāng)前仿真效果等級(jí)數(shù)據(jù)，得到可用于光電陣列的光學(xué)參數(shù)調(diào)整的設(shè)置值。該發(fā)明中采用小卷積核多通道方式，解決了殘差網(wǎng)絡(luò)避免模型退化問(wèn)題，采用雙并聯(lián)參數(shù)共享的方式，減少參數(shù)計(jì)算以及減少深度迭代，提高了運(yùn)算效率，節(jié)約時(shí)間成本，實(shí)現(xiàn)可視化操作。

技術(shù)研發(fā)人員：王迪,陳術(shù)堯,黃建紅,徐小文,徐珊珊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西湖大學(xué)光電研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23