一、近红外光源的稳定性控制（论文文献综述）
王刚,石磊,赵寒涛[1]（2021）在《基于FPGA指静脉纹理采集系统设计》文中研究指明生物特征识别作为信息安全的重要方法之一,指静脉纹理为生物特征识别的一部分,获取指静脉纹理是作为信息安全的首要环节。本文针对如何获取指静脉纹理信息设计一套采集系统,即通过近红外光投射到手指,将反射回的光线通过滤光片进入CMOS感光芯片;整个系统通过具有并行运算能力的FPGA实现,达到指静脉图像数据采集的流水线设计,完成整套采集并具有图像预处理的系统。
周廉[2]（2021）在《基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究》文中认为光学频率梳在时域上是稳定的激光脉冲序列,在频域上表现为一系列等间距的频率谱线。光梳最初是为频率计量而发明的,其宽光谱、高精度、高分辨和快速扫描的特性为激光光谱学提供了全新的测量方法。在分子光谱测量中,宽带的光梳光源可以同时激发多种样品的跃迁,基于双光梳的光谱测量技术可以在极短时间内获取高分辨的精密光谱。大量分子能在中红外波段能发生强烈的特征振动跃迁,因此中红外光谱是一种识别和量化分子的技术手段。中红外光梳在分子光谱测量中不仅具有高精度、高分辨、高速探测的特性,还兼具了高灵敏度的优点,在环境监测,呼吸诊断和工业安全等领域具有重要的研究价值。产生中红外光梳的方法有很多,其中差频的方法可以简化光梳的时频域控制系统,而且输出平均功率相对较高,波长可以覆盖整个中红外波段。本文以实现3～5μm的大气窗口的中红外光学频率梳为目标,围绕基于周期性极化铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光梳展开研究,主要工作包括中红外光梳的光源、光谱可调谐的中红外光梳、倍频程宽度的中红外光梳等方面,最终成功研制了光谱可以直接覆盖2.6～5.3μm的宽带中红外光梳系统,并在此基础上成功实现了相干性分析以及气体吸收光谱测量,验证了中红外光梳系统在精密光谱测量应用中的适用性。具体研究内容和创新点如下:1.实现了中红外光学频率梳的种子光源。研究了基于保偏光纤的非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模技术,通过理论分析建立锁模模型,利用数值计算和模拟仿真证明了两种锁模技术形成可饱和吸收的机制,最终验证了五种不同腔形结构实现超短脉冲的可行性,并且选用高稳定、宽光谱的非线性放大环形镜锁模作为中红外光学频率梳的种子源。2.实现了基于光纤激光系统的光谱可调谐中红外光学频率梳。基于近红外锁模光纤光梳,通过啁啾脉冲放大与光谱非线性展宽获得了宽光谱的信号光,利用光学差频技术,在啁啾极化铌酸锂晶体中产生了光谱在3.0～4.4μm区间可调谐的中红外光学频率梳。为了获取更宽调谐范围的中红外光梳,组建了具有高功率、宽光谱特性的自相似放大器,获得了平均功率56.8W,脉冲宽度33fs,峰值功率22.95MW的超短脉冲。采用周期极化铌酸锂作为非线性频率变换晶体,产生了中心波长在3.3～5.2μm可调谐的中红外光学频率梳。3.实现了光谱覆盖范围达到倍频程宽度的中红外光学频率梳。从宽带近红外设计方案出发,优化了系统输出光谱带宽以及晶体结构,通过啁啾极化铌酸锂晶体产生光谱直接覆盖2.6～5.3μm的宽带中红外光学频率梳,并且还验证了系统的相干性和多气体分子并行测量的能力。为了将宽带中红外光学频率梳进一步推向应用,简化系统结构,通过脉冲内自差频的方式在啁啾型周期性极化铌酸锂波导内同样产生了宽带中红外光学频率梳,光谱范围2.5～5.0μm。
高彤宇[3]（2020）在《Cr3+激活硼/镓酸盐近红外荧光粉结构与性能调控研究》文中提出荧光转换型近红外LED是一种新兴近红外光源,其采用“蓝光/可见光芯片+高效近红外荧光粉”的封装方式实现,具有制备工艺简单、成本低、光谱可调控等优势,因此受到业界广泛关注。作为荧光转换型近红外LED核心材料之一,近红外荧光粉能够直接决定近红外LED器件的发光效率、光谱连续性等性能。然而,目前近红外荧光粉的研究刚刚起步,材料种类匮乏,且由于斯托克斯位移大,普遍存在发光强度低、热稳定性差等问题,发光性能亟需改善。Cr3+激活的近红外荧光粉在可见光区域具有宽而有效的吸收,且光谱可调性强。另一方面,硼/镓酸盐材料的结构具有多样性,格位丰富,能够为发光中心Cr3、提供较为稳定的占位环境。因此,我们基于Cr3、激活的硼/镓酸盐体系,尝试利用阳离子替换、非等价离子共取代的方式,进行结构设计,进而调节近红外荧光粉发光性能,获取性能优异的新型近红外荧光粉,并探究发光性能变化与晶体结构、晶体场环境之间的联系;同时,构建能量传递提高近红外荧光粉的发光强度,并对能量传递机理进行深入分析。论文取得的主要创新工作包括以下四个方面。通过Ca2+-Si4+→Sc3+-Sc3+非等价离子对替换,设计并开发了 LaSc3-2xCaxSixB4O12:Cr3+（0 ≤x ≤0.9）近红外荧光粉,分析了晶体结构随替换过程的演变规律。由于Ca2+-Si4+→Sc3+-Sc3+替换对局域结构的调控作用,改变晶体场,最终实现了材料发光性能调节,近红外荧光粉的宽带发光峰值从871 nm长波移动到880nm。上述材料应用于荧光转换型LED中时具有较好的热稳定性,在车牌拍摄、医食检测领域具有应用前景。运用Ga3+-Sc3+阳离子替换,设计并开发了 LaSc3-yGayB4O12:Cr3+（0≤y≤1.5）系列近红外荧光粉。在小半径Ga3+替换大半径Sc3+过程中,晶格结构呈现收缩趋势;且[Sc1O6]以及[Sc206]八面体格位畸变程度逐渐减小,以上两个因素能够对发光中心Cr3+局域微观结构进行调控,影响材料发光性能。因此,LaSc3-yGayB4O12:Cr3+荧光粉的宽带发光峰值从871 nm蓝移到824 nm;同时,来源于2E→4A2跃迁的689 nm尖峰发射逐渐增强。其中,LaSc2.93-yGayB4O12:0.07Cr3+（y=0.6）样品适合蓝光芯片激发,能够发射峰值波长在850 nm的近红外光,有望在安防监控、医食检测领域实现应用。除此之外,多面体畸变程度逐渐减小以及基质晶格带隙的变化共同影响荧光粉的发光强度以及热稳定性出现一定程度提升。利用较大阳离子Y3+替换Sc3+离子,设计并开发了 LaSc3-xYxB4O12:Cr3+系列近红外荧光粉,分析了近红外荧光粉的结构与发光性能变化。Y3+→Sc3+阳离子替换能够使发光中心八面体格位呈现扩张趋势,晶体场强度减小,最终实现了发射光谱从871 nm向长波方向移动到883 nm。除此之外,在Y3+替换量增加过程中,基质晶格带隙增大致使发光强度提升。而在热稳定性方面,利用位型坐标模型以及热致电离模型解释了荧光粉的热稳定性在离子替换后出现提升的原因。以上结果表明基质组分替换调控材料局域微观结构的方式不仅有利于荧光粉材料的优化与应用,还有助于探索开发新型近红外荧光粉。以Pr3+作为敏化剂,利用Pr3+、Cr3+之间的能量传递,对La3Ga5GeO14:Cr3+近红外荧光粉的发光性能进行改性,使La3Ga5GeO14:Pr3+,Cr3+在980 nm的宽带近红外发光强度相比于La3Ga5GeO14:Cr3+提升3倍,优化后的荧光粉热稳定性与信赖性较好,在医食检测以及环境光源领域具有良好的应用前景。同时,针对该荧光粉光谱超宽（半高宽330 nm）的现象进行发光中心占位探究,通过半径和价态对比、电子顺磁共振（EPR）测试、XRD精修以及第一性原理方法确定Cr3+同时占据八面体Gal以及四面体Ga3位,解释了超宽发射光谱形成的原因。
左波[4]（2020）在《液晶弹性体软驱动器的光控变色行为及运动模式调控方法的研究》文中指出液晶弹性体（Liquid Crystal Elastomer,LCE）是一类典型的双向记忆形变材料,具有易功能化、大形变幅度、质量轻、自由度高等特点,已被广泛应用于柔性驱动器、人造肌肉,仿生设备、控制器等领域。本论文从液晶弹性体的功能化出发,制备了多种具有不同性能的液晶高分子材料,分别对这些材料的协同变色性能以及刺激响应形变/运动方式的控制方法进行了深入研究,探讨了这些材料在仿生驱动器、智能机器人等领域的应用潜力。论文的主要研究内容以及创新分为以下三个方面:1.本文设计并合成了两种具有不同热致变色性质的螺吡喃分子SP1和SP2,并将其化学键合至液晶弹性体基质中,同时,在体系中掺杂有机染料,制备出一系列具有多样变色功能的仿生花。结合梯度应力效应、光热转换效应、光致变色效应、热致变色效应,配色原理,研究了这种仿生花在近红外（NIR）、紫外（UV）和可见光的照射下的响应形变以及变色行为。以掺杂绿色染料Green 575所制备的仿生花驱动器为例,在UV的照射下,花瓣呈现深紫色;而在NIR光源的照射下,花瓣弯曲闭合,同时花瓣的颜色由深紫色变为红棕色,并且在移除NIR光源后,红棕色花瓣重新打开;最后在可见光的照射下,花瓣颜色由红棕色变为染料的绿色。此类液晶材料具有多种颜色变化功能和协同弯曲形变的特性,在隐身材料和仿生器件等方面具有应用前景。2.本论文从建立独立的、互不干扰的光热转换体系出发,在液晶弹性体材料的不同层级之中引入对不同波长光源有选择性刺激响应功能的光热试剂,制备了一系列可在可见/红外三光源刺激下执行多方向运动以及多样形变模式的驱动器。本论文将三种分别在512 nm、796 nm以及1005 nm处有吸收的光热有机试剂（分散红1、YHD796以及Dye1002）掺杂进入液晶弹性体材料中,并制备出具有三层结构的液晶弹性体TLCE、以及各类双层结构的驱动器（双向、多向移动驱动器）,研究了这些驱动器在可见、红外（520nm、808 nm、980 nm）光源照射下的响应行为。这种TLCE驱动器能够在808nm和980 nm波长的近红外光源照射下,分别执行向下/向上弯曲或者右旋/向上弯曲;而多向移动驱动器可在520 nm、808 nm、980 nm光源的组合照射下,执行向右前、向左前、向前、向后运动。这意味着可以通过改变照射光源波长来独立控制驱动器的不同形变以及多方向运动,从而克服了前人研究中利用可见/近红外光热转换触发的相变效应以及偶氮苯的光致异构效应构建多重刺激响应组合体系中的不足（紫外光的有害性、响应速度慢、穿深低等）。并且,本文的设计方法极大地改变了软体驱动器的运动操控方法,这使得这种液晶弹性体材料在机器人控制领域具有一定的应用前景。3.在拓扑学领域,莫比乌斯环是一类典型的单侧曲面空间扭曲（扭转180°的奇数倍数）圆环,它独特的几何结构特性已经激发了数学家、物理学家、化学家、工程师以及艺术家等不同领域工作者的研究热情;而扭曲环则是一类空间存在扭转180°偶数倍数的扭曲圆环,具有双侧双面的几何特点。由于存在空间扭转构造,因此在莫比乌斯环和扭曲环结构中都存储了一定的扭曲应力以及扭曲能,并且根据前人的研究,莫比乌斯环中的扭曲能在扭曲中心部位附近存储较大。这一有趣的现象激发了我们的想象:如果莫比乌斯环或扭曲环由某些具有刺激响应功能的聚合物构成,那么在扭曲中心部位施加外部刺激,可能会释放内部存储的扭曲能,打破结构的能量分布平衡,进而产生持续的、自发的绕转运动。因此,本论文以液晶弹性体为功能化材料,制备了一系列具有单层结构的莫比乌斯环（S-M?bius[+1]）和扭曲环（S-M?bius[+2]）驱动器以及双层结构的扭曲环驱动器（B-M?bius[±2]）,并研究了其在近红外光源照射下的运动行为。在808 nm光源照射下,单层结构的S-M?bius[+1]和S-M?bius[+2]驱动器仅能产生收缩行为;而B-M?bius[±2]却能够围绕圆柱体（d=5 mm）产生连续的绕转行为。这项工作对于开发具有特殊几何形状的驱动器具有一定的参考价值。
曾宏翔[5]（2020）在《基于双波长的手掌多模态识别与防伪研究》文中指出近年来生物特征在个人识别领域中应用越来越广泛,公众对识别系统安全性的要求不断提高。随着假体指纹膜、伪造面具等欺骗手段的出现,一些识别系统的安全性受到严重的威胁。人体手部包含多种生物特征,而且使用方便。目前掌纹和掌静脉生物特征广泛应用在多种场合,但是仍然存在被欺骗攻破的情况。人们开始研发防伪能力更高的生物识别系统。通过研究发现掌纹、掌静脉的采集方式可以和血氧饱和度、脉搏的采集方式同步完成,而且血氧饱和度和脉搏具有更高的防伪能力。因此,本文提出了一种同步采集系统。该系统可以同时采集静态和动态生物特征,而无需其他硬件要求,主要区别仅在于动态生物特征需要一定采集时间。本文主要的工作和成果归纳如下:（1）手掌多模态同步采集与处理的研究。获取防伪能力更高的生物特征并提高系统的安全性是本论文的关键。手掌中含有多种生物特征,其中包括掌纹、掌静脉、血氧饱和度和脉搏生物特征。因为血氧饱和度和脉搏生物特征是人体固有特性,因此具有较高的防伪能力。因此本文设计了一种手部多特征采集系统。采集系统同步采集四种生物特征,其中包括掌纹、掌静脉、血氧饱和度和脉搏生物特征。（2）搭建了手掌多模态识别与防伪系统。手掌多模态识别与防伪系统主要包括采集系统和并行处理算法。采集系统的搭建不仅要考虑光学平台和硬件控制电路,还需要考虑生物特征之间的采集方法。掌纹的采集需要可见光,掌静脉的采集需要近红外光源。血氧饱和度和脉搏的采集需要借助PPG信号。PPG信号需要两种不同波长的光源。因此本文设计了基于双波长的同步采集方法。双波长是一组可见光源和一组近红外光源。并行处理算法包括预处理部分和模态识别部分。并行处理的目的是使用GPU设备加快系统对数据的处理速度,模态识别部分则是为了识别和防伪做准备。（3）生物特征防伪能力的评估。掌纹、掌静脉静态生物特征与血氧饱和度、脉搏动态生物特征的防伪能力对比。本文利用多种材料制造了掌纹和掌静脉生物特征,并对比了假体样本与人体皮肤的物理特性和光学特性。利用掌纹和掌静脉的假体样本来欺骗目前市面上的识别仪器与分类网络。通过实验证明了掌纹、掌静脉防伪能力不足。虽然前者的防伪能力不足,但是通过本系统同步采集动态生物特征后,可以利用动态生物特征提高系统的防伪能力。
邱伟杰[6]（2020）在《基于Raspberry Pi3B+的掌静脉采集系统》文中提出处在一个信息互联互通的时代,信息安全的保护成为当今社会背景下一个炙手可热的话题。传统的身份识别验证方式,如钥匙、PIN码、ID卡等,识别率和安全性都比较低,已经远远不能满足人们当今生活的需求。生物特征识别技术是利用人体独有的“行为特征”或者“生理特征”而进行的识别技术,其隐蔽性能、防窃取以及安全性能方面远远好于传统识别方式。掌静脉识别技术是众多生物特征识别技术中起步较晚的一种识别技术,利用人体丰富的手掌静脉血管信息对身份进行识别验证,并且在近几年得到了较为迅速的发展。针对掌静脉采集设备小型化的实现、良好的近红外光源模块设计以及普适性采集等核心难点问题,本文设计并提出一套基于Raspberry Pi3B+平台的掌静脉图像采集系统。首先,对主流的生物特征识别技术进行了优缺点对比,并从医学的角度研究分析了掌静脉的成像原理和影响因素等。随后提出三种近红外光源波段组合850nm、940nm及850+940nm的实验方案,根据成像效果验证了850+940nm混合波段的可行性,本设计为近红外光源波长的选择提供了另一种可行性方案。然后,对整个掌静脉采集装置进行搭建,首先确定近红外光源的硬件型号,并对近红外光源的结构布局及光源均匀化的实现进行原理性分析,对近红外光源驱动模块、超声波测距模块、继电器开关控制电路、CMOS摄像头模组及滤光片进行具体的硬件选型以及电路设计。针对因不同人群的手掌脂肪层厚度存在差异而造成的静脉成像质量不理想等问题,本文设计并实现了两路近红外光源亮度调整电路,默认状态下使用自适应亮度调节电路进行掌静脉图像的采集,如果实时采集到的图像质量不佳,则通过上位机界面选择PWM脉宽调制的方式,对占空比进行实时调节以达到亮度调节的目的,直至采集到高质量的掌静脉图像。最后,为了更好实现人机交互性,设计并搭建基于PyQt5+SQLite的掌静脉图像采集界面（GUI）,完成对用户的掌静脉图像采集以及注册信息如ID、姓名、左右采集手掌、注册时间和掌静脉图像等相关信息的保存。通过调节摄像头参数如对比度、亮度等,并搭配两路光源调整电路模块使用,直至能采集到最理想化的掌静脉图像。通过实验结果验证了掌静脉采集系统的准确性、稳定性以及可靠性,本采集系统可以实现不同场合、不同环境情况下的高质量掌静脉图像采集,可以为后续的图像处理环节提供大量的高质量掌静脉图像样本。
赖俊安[7]（2020）在《铬离子掺杂宽带近红外发光材料的设计及机理研究》文中提出近红外光对人眼不可见,但是因为其穿透性强、非破坏性、低热效应以及独特的光生物调节作用而被广泛应用于遥控装置、自动设备传感装置、地形测绘、眼控、虹膜识别、红外光谱检测、生物光学成像以及治疗等方面,近红外光的运用使人们的生活变得更便捷和健康。铬离子作为理想的近红外发光中心离子,其发光易受晶体场作用从而表现出可调谐的近红外发射。但是目前基于铬离子发光材料的研究集中于用于生物成像的窄带近红外发射的长余辉性能,将其作为近红外光源的研究较少。新兴的近红外应用迫切需要宽带发射近红外光源的开发。本文系统阐述了宽带近红外光源的最新应用领域以及相关的研究进展,明确了铬掺杂的宽带近红外荧光粉在近红外荧光粉转换的LED中的应用前景。运用晶体场理论,阳离子调控、格位占据、晶体结构推导等理论设计合成了三种铬离子宽带近红外发光材料并分析了发光机理,解决了铬掺杂宽带近红外荧光粉机理研究中的价态问题、格位占据问题、性能调控问题,为开发高效的铬离子掺杂宽带近红外发光材料的开发提供了新思路。具体研究结果如下:一、设计合成了Sr Ga4O7:Cr发光材料,采用Sr Ga4O7作为基质材料,Sr Ga4O7为黄长石型化合物,晶格内无八面体格位存在,经过铬离子掺杂观测到比在传统镓酸盐荧光粉中更宽的发射带,发射波段从650 nm到1200 nm,半高宽约为140nm,内量子效率为46%,该荧光粉独特的宽带发射来源于Cr3+离子在八面体位点的4T2-4A2跃迁。八面体是来源于Cr3+离子取代四面体格位的Ga3+离子引起的多面体转变。通过引入Ca2+离子进行阳离子调控,Sr Ga4O7:Cr的发光性能得以调控。首次在荧光粉中实现了Cr4+离子的1200nm到1700nm,半高宽大约215nm的宽带近红外跃迁。Cr3+离子与Cr4+离子发射共存,为宽带近红外荧光粉的开发提供了新思路。二、设计合成了K2Ga2Sn6O16:Cr发光材料,该基质为锰钡矿结构,Ga离子与Sn4+离子共同占据八面体格位为Cr3+离子的掺入以及发光提供了结构条件,Sn4+离子为Cr3+离子的宽带发射提供了合适的晶体场环境,实现了发射波段从650nm到1200nm,半高宽大约210nm的宽带近红外发射。通过Gd3+离子的引入,破坏了晶格局域对称性,使发射强度增加三倍,内量子效率从34%增长到48%,为开发更高效的Cr3+离子掺杂的宽带近红外源提供了一种新的思路。三、设计合成了Li1.6Zn1.6Sn2.8O8:Cr发光材料,该基质为斜方锰矿结构,该基质晶格为Cr3+离子提供了两种畸变八面体格位,实现了发射波段从650nm到1200nm,内量子产率为54%,半高宽为大约200nm的宽带发射,宽带发射来源于Cr3+离子占据两种格位的发射叠加形成了宽带发射。Al3+离子的引入实现了阳离子调控,使晶体场强度增加,增加了能级劈裂,使Li1.6Zn1.6Sn2.8O8:Cr的光谱半高宽从190nm增加了到230nm,为扩宽的Cr3+离子掺杂的宽带近红外发射提供了一种新的方法。
丁雪聪[8]（2020）在《基于多源传感融合的肌肉疲劳检测及生-机接口性能优化》文中研究说明肌肉收缩信息的采集与解读一直是有着重要研究意义的一个研究领域,利用肌肉收缩的相关信息,可以分析出肌肉的状态和运动意图,来进一步了解肌肉运动的机理或者控制外部设备。肌肉疲劳是生活工作中的一种常见现象,会降低工作效率和生活质量,也会影响生-机接口的性能。采集分析肌肉收缩的相关信息,来研究肌肉疲劳的机理,具有重要研究价值。然而,肌肉收缩的相关信息是多维度的,可以采集到的信号多种多样,依赖单一信号源构建的生-机接口往往易受疲劳因素的影响。因此,通过在体采集多源肌群运动信息,分析信号随疲劳状态变化的规律,并在此基础上提出并开发融合算法,是目前高性能生-机接口的研究热点。本文主要的研究工作是:选用肌电信号（Surface Electromyography,s EMG）、肌音信号（Mechanomyography,MMG）和近红外光谱信号（Nearinfrared Spectroscopy,NIRS）三种肌肉信号,开发出可以同时采集这三种信号的三源信号传感系统。利用该传感系统研究肌肉外周疲劳的信号表征,在此基础上对疲劳前后进行检测,分析疲劳对生机接口的影响,并设计多源信号融合算法,提高生-机接口在疲劳状态下的性能。主要的研究内容,可以划分为下面几个部分。首先设计并开发出三源肌肉信号传感系统,实现信号采集、调理、处理和传输的完整功能。并对三源融合传感系统进行优化,从结构布局、尺寸大小、电气性能、使用方法等方面入手,最终得到大小合理、使用方便的三源信号传感系统。进一步测试评估三源融合传感系统,主要分为稳定性测试和系统所测数据的科学合理性测试两个方面。针对稳定性,分别为三种信号选定信噪比、暗噪声、漂移等评估指标,计算指标并与预期的标准相对比。针对系统所得数据的科学合理性,将三源传感系统与专业化血氧代谢测定设备对标,并实施握力递增实验,与肌肉收缩客观规律对比。实验结果证明了三源信号传感系统性能稳定且所测结果科学合理。然后,设计实验范式,在三种握力等级下诱发肌肉疲劳,利用该传感系统检测肌群运动数据,采用血氧代谢数据和肌电肌音频域中值频率,分析肌肉外周疲劳的定量特征。实验证明了血氧代谢进入无氧代谢阶段与肌电肌音中值频率降低存在联系,无氧代谢阶段的进入点可以作为肌肉进入疲劳状态的时间分界线。最后,设计并进行四种手势动作的模式识别实验,建立三种信号与运动映射关系的统计学模型,得到动作类别信息。利用外周疲劳机理的结论,区分疲劳状态,并通过识别率的比较,证明前臂肌肉疲劳会导致识别率下降,而采集解码三源信号相较于单一的肌电接口和肌电/近红外双源接口,能够更好地克服疲劳状态对识别率的不利影响。
陶静静[9]（2019）在《非接触式多光谱掌静脉识别系统设计》文中研究指明在数字化科技快速发展的现代社会,信息的安全性被人们日渐重视,身份识别技术也日益更新。生物识别是一项利用人体固有特征进行身份识别的新兴技术,相比于传统的信息验证方式,它具有安全性高、可靠性强、携带方便、防伪性好、防盗等诸多优点。掌静脉识别作为一项具有着独特优势的生物识别技术正在被逐渐开发。首先,明确了本文研究目的是针对目前手掌静脉识别中采集光源模块的难点,设计了一套非接触多光谱掌静脉识别系统装置。从医学角度分析了掌静脉成像原理、静脉成像的影响因素等,对不同近红外光源波长条件下进行静脉采集对比实验,根据实验结果得出在760nm、850nm和940nm三波段近红外光源共同照射下采集的静脉图像质量最好,本设计为近红外光源波长的选取提供了新的方案。然后,实现了非接触多光谱掌静脉图像的采集仪装置,对760nm、850nm和940nm三波段近红外光源的硬件选型、布局和均匀性进行分析与设计,并实现三波段光源的硬件驱动电路。同时对采集仪的距离感应模块、红外摄像机模块以及滤光片选型进行硬件模块设计。此外,研究了图像预处理的图像分割、ROI提取方法以及影响图像质量的因素,采用基于灰度均匀性和清晰度结合的图像质量判断方法来对图像质量进行更准确的判断。最后,针对多光谱近红外光源的亮度调节,提出了基于布谷鸟搜索（cuckoo search）算法的多光谱光强自适应快速调节系统。将图像质量判断作为算法的反馈环节,实现了三波段近红外光源强度配比的快速调节,对不同手掌条件的差异性人群均能采集到高质量的静脉图像。通过实验和仿真验证:本文设计的非接触多光谱掌静脉识别系统能够满足快速、准确、安全和稳定的系统要求,可采集到大量不同用户手掌的高质量静脉图像,大大减轻了后续图像处理的工作量,并且增强了系统识别的普适性能和识别速率。本系统可满足不同场合的高安全性需求,实现全方位网络化需求。图[43]表[5]参[62]
曹月[10]（2019）在《基于近红外光谱的乳腺肿瘤成像装置研究》文中认为乳腺癌是女性群体容易罹患的一种癌症,事业繁忙、生活节奏的不断加快,导致未哺乳率、肥胖率提高,从而使乳腺癌的发病率越来越高。目前,一级预防措施有减少肥胖、减少超重及营养干预。此外,人群筛查也可以将乳腺癌致死的几率降低,提早发现与治疗。目前主要通过钼靶X线摄影、超声及核磁共振等影像学检测方法来对乳腺癌进行筛查,但都存在一定的不足。近红外光谱成像技术具有许多的优点,如对人体无损伤、易于操作、测量速度快、时间分辨率高等,所以近红外光谱成像越来越被广泛地运用于各种研究。本课题主要基于近红外光谱技术,在修正的朗伯—比尔定律（MLBL）的基础上,设计并实现了一套方阵式光源—探测器的乳腺肿瘤成像系统,可以对乳腺肿瘤分层成像,对深度和形态初步定位,为乳腺癌的诊断提供一定的依据;研究了一种基于反射式测量的DOT图像重建算法,实现了仿体模型吸收系数的二维图像重建。本文的研究内容可分为以下几部分。（1）分析近红外光应用于肿瘤检测的基本原理和背景,介绍了近红外光学成像技术的经典拓扑成像法及近红外扩散光层析成像算法,并具体说明基于修正后的朗伯-比尔定律计算人体组织血氧浓度的方法;（2）以STM32F103作为控制核心,设计了光学结构和主控系统,光学结构由三波长发光二极管和光电传感器组成,主控制单元作为整个系统的核心,点亮发光二极管,对数据进行滤波、放大等预处理,再通过AD转换,实现信号的采集、处理及实时传输;（3）设计了硬件的嵌入式程序和数据接收成像的前端程序,嵌入式程序配合硬件设备完成数据的采集和传输。上位机软件由Matlab编写完成,实现数据的进一步处理及实时成像,并设计了友好的用户界面,极大的方便了用户的使用;对扩散光层析成像的算法进行研究,采用一种双网格半三维断层图像重建算法来实现组织体吸收系数的重构;（4）在验证系统稳定性、可靠性的基础上,制作了乳腺肿瘤仿体模型,分别利用基于修正朗伯-比尔定律的二维拓扑成像法和DOT图像重建法进行成像实验,成像结果表明,基于MLBL的成像方法能够实现组织体的断层成像,并且可以粗略得到目标“肿瘤”的尺寸和深度信息;利用DOT图像重建算法对组织体吸收系数进行二维成像时,可以达到90%的量化度,重建误差小于11%,证明了该系统可以实现恶性乳腺肿瘤的初步检测。本装置具有便携性、成本低、无创式等优势,适用于恶性乳腺肿瘤的初步筛查,既可用于医院体检,又能外出对恶性肿瘤易发年龄段的妇女进行早期乳腺癌的大面积普查,因此具有极其重要的社会和科研意义。
二、近红外光源的稳定性控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、近红外光源的稳定性控制（论文提纲范文）
（1）基于FPGA指静脉纹理采集系统设计（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 基本指静脉采集系统的方案 |
| 2.1 系统方案 |
| 2.2 近红外光源 |
| 2.3 CMOS图像传感器 |
| 2.4 指静脉图像纹理采集 |
| 3 采集系统的硬件设计 |
| 3.1 总体设计 |
| 3.2 CMOS图像传感器硬件设计 |
| 3.3 近红外光源设计 |
| 4 指静脉纹理采集的FPGA模块设计 |
| 4.1 指静脉纹理CMOS感光器件采集的时序设计 |
| 4.2 指静脉纹理FPGA采集的模块的设计 |
| 5 结束语 |
（2）基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景介绍 |
| 1.1.1 光学频率梳简介 |
| 1.1.2 中红外光学频率梳的研究进展 |
| 1.2 论文研究工作的意义及创新点 |
| 1.2.1 选题的意义 |
| 1.2.2 论文研究的主要工作 |
| 1.2.3 论文的创新点 |
| 第二章 中红外光学频率梳的产生方法 |
| 2.1 中红外光学频率梳 |
| 2.1.1 光学频率梳的基本原理 |
| 2.1.2 中红外光学频率梳在光谱学中的应用 |
| 2.1.3 产生方法 |
| 2.2 差频产生中红外光学频率梳系统的设计 |
| 2.2.1 差频产生中红外光学频率梳的原理 |
| 2.2.2 光谱非线性展宽 |
| 2.2.3 相位匹配与准相位匹配 |
| 2.2.4 非线性晶体的选择与设计 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 中红外光学频率梳的光源 |
| 3.1 光纤激光器的锁模技术 |
| 3.1.1 锁模原理简介 |
| 3.1.2 保偏光纤激光器锁模技术的研究进展 |
| 3.2 基于非线性放大环形镜锁模的光纤激光器 |
| 3.2.1 非线性放大环形镜锁模 |
| 3.2.2 全光纤非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.2.3 基于偏振分光棱镜的非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.2.4 高功率非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.3 基于非线性偏振演化锁模的光纤激光器 |
| 3.3.1 偏振演化锁模 |
| 3.3.2 基于交叉熔接的环形腔及其输出特性 |
| 3.3.3 基于Sagnac环的8 字腔及其输出特性 |
| 3.4 非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模的区别 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 光谱可调谐的中红外光学频率梳 |
| 4.1 3.0~4.4μm可调谐中红外光学频率梳 |
| 4.1.1 掺镱光纤光学频率梳 |
| 4.1.2 啁啾脉冲放大器 |
| 4.1.3 中红外光学频率梳的产生 |
| 4.1.4 噪声分析 |
| 4.2 3.3~5.2μm可调谐中红外光学频率梳 |
| 4.2.1 自相似放大器 |
| 4.2.2 中红外光学频率梳的产生 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 宽带中红外光学频率梳 |
| 5.1 宽带中红外光学频率梳的产生 |
| 5.1.1 近红外光学频率梳 |
| 5.1.2 泵浦光功率放大 |
| 5.1.3 信号光光谱非线性展宽 |
| 5.1.4 近红外系统带宽的验证 |
| 5.1.5 PPLN晶体周期结构的优化 |
| 5.1.6 中红外光学频率梳的产生 |
| 5.1.7 相干性验证以及吸收光谱测量 |
| 5.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
| 5.2.1 非线性晶体的优化 |
| 5.2.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历以及科研成果 |
| 个人简历 |
| 学术论文 |
| 荣誉和奖励 |
| 致谢 |
（3）Cr3+激活硼/镓酸盐近红外荧光粉结构与性能调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 近红外LED简介 |
| 2.1.1 近红外光源与应用简介 |
| 2.1.2 近红外光源实现方式 |
| 2.2 近红外荧光粉的研究现状 |
| 2.2.1 锔系稀土离子作为发光中心的近红外荧光粉 |
| 2.2.2 主族离子作为发光中心的近红外荧光粉 |
| 2.2.3 过渡金属离子作为发光中心的近红外荧光粉 |
| 2.3 Cr~(3+)离子激活荧光粉材料的发光特性 |
| 2.3.1 Cr~(3+)离子能级理论 |
| 2.3.2 Cr~(3+)离子激活荧光粉基质体系开发与探索 |
| 2.3.3 Cr~(3+)离子激活荧光粉发光性能调节 |
| 2.4 论文的研究意义和主要内容 |
| 2.4.1 论文的研究意义 |
| 2.4.2 研究的主要内容 |
| 3 实验部分 |
| 3.1 实验原料与仪器 |
| 3.2 荧光粉的研究方法 |
| 3.2.1 物相鉴定以及结构解析 |
| 3.2.2 光学性能表征 |
| 3.2.3 稳定性能表征 |
| 3.2.4 封装性能表征 |
| 3.2.5 其他性能表征 |
| 4 La(Sc,Ca,Si)_3B_4O_(12): Cr~(3+)荧光粉结构与发光性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LaSc_3B_4O_(12):Cr~(3+)荧光粉结构与发光性能研究 |
| 4.2.1 晶体结构分析 |
| 4.2.2 发光性能分析 |
| 4.3 La(Sc,Ca,Si)_3B4O_(12): Cr~(3+)荧光粉结构与发光性能研究 |
| 4.3.1 晶体结构分析 |
| 4.3.2 晶体场变化与发光性能调谐分析 |
| 4.4 Cr~(3+)浓度对La(Sc,Ca,Si)_3B_4O_(12): Cr_(3+)发光性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 La(Sc,M)_3B_4O_(12);Cr~(3+)(M=Ga,Y)结构与发光性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 La(Sc,Ga)_3B_4O_(12): Cr~(3+)荧光粉结构与发光性能研究 |
| 5.2.1 晶体结构分析 |
| 5.2.2 晶体场变化分析 |
| 5.2.3 发光性能调谐与机理分析 |
| 5.2.4 热稳定性能提升与机理分析 |
| 5.3 La(Sc,Y)_3B_4O_(12):Cr~(3+)荧光粉结构与发光性能研究 |
| 5.3.1 晶体结构分析 |
| 5.3.2 晶体场变化分析 |
| 5.3.3 发光性能调谐与机理分析 |
| 5.3.4 热稳定性能提升与机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 La_3Ga_5GeO_(14): Pr~(3+),Cr~(3+)荧光粉能量传递及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 晶体结构与激活剂Cr~(3+)占位分析 |
| 6.3 La_3Ga_5GeO_(14): Pr~(3+),Cr~(3+)性能研究 |
| 6.3.1 发光性能研究 |
| 6.3.2 能量传递分析与机理研究 |
| 6.3.3 热稳定性分析与机理研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）液晶弹性体软驱动器的光控变色行为及运动模式调控方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 液晶材料 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 液晶及其分类 |
| 1.1.3 液晶高分子材料 |
| 1.1.3.1 液晶聚合物 |
| 1.1.3.2 液晶弹性体 |
| 1.1.4 液晶弹性体刺激响应方式的研究进展 |
| 1.1.4.1 热刺激响应型液晶弹性体 |
| 1.1.4.2 化学刺激响应型液晶弹性体 |
| 1.1.4.3 电刺激响应型液晶弹性体 |
| 1.1.4.4 光刺激响应型液晶弹性体 |
| 1.1.4.5 多重刺激响应型液晶弹性体 |
| 1.2 有机光致变色材料 |
| 1.2.1 光致变色小分子研究概况 |
| 1.2.2 有机螺吡喃光致变色材料 |
| 1.2.2.1 螺吡喃的变色机理 |
| 1.2.2.2 螺吡喃的合成方法 |
| 1.2.2.3 螺吡喃变色性能的研究 |
| 1.2.3 液晶光致变色材料研究进展 |
| 1.3 液晶弹性体软体驱动器的研究进展 |
| 1.3.1 引言 |
| 1.3.2 调控液晶弹性体驱动器形变方式的方法 |
| 1.3.3 调控液晶弹性体驱动器运动方向的方法 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 基于聚硅氧烷液晶弹性体材料的光控三色仿生花的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 仪器及测试条件 |
| 2.2.3 有机螺吡喃化合物的合成及表征 |
| 2.2.3.1 螺吡喃分子SP1 的合成及表征 |
| 2.2.3.2 螺吡喃分子SP2 的合成及表征 |
| 2.2.4 液晶弹性体薄膜的制备 |
| 2.2.4.1 上层变色薄膜LCE1 的制备 |
| 2.2.4.2 上层变色薄膜LCE2和LCE2-dye的制备 |
| 2.2.4.3 上层变色薄膜LCE3和LCE3-dye的制备 |
| 2.2.4.4 下层支撑层LCE0 的制备 |
| 2.2.5 双层薄膜以及变色花的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 材料合成及设计策略 |
| 2.3.2 示差扫描量热法测试(DSC) |
| 2.3.3 偏光显微镜照片(POM) |
| 2.3.4 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.3.5 扫描电镜图片(SEM) |
| 2.3.6 液晶材料形变性能的研究 |
| 2.3.6.1 上层液晶薄膜收缩性能的研究 |
| 2.3.6.2 双层液晶薄膜弯曲性能的研究 |
| 2.3.7 液晶材料变色性能的研究 |
| 2.3.8 双色仿生花的近红外刺激响应行为 |
| 2.3.9 三色仿生花的近红外刺激响应行为 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 可见\红外三光源调控的多方向运动驱动器的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 仪器及测试条件 |
| 3.2.3 交联剂VBPB的合成及表征 |
| 3.2.3.1 中间体4-hydroxyphenyl4-hydroxybenzoate的合成及表征 |
| 3.2.3.2 交联剂VBPB的合成及表征 |
| 3.2.4 液晶弹性体薄膜的制备 |
| 3.2.4.1 预交联LCE1002 薄膜的制备 |
| 3.2.4.2 预交联LCE796 薄膜的制备 |
| 3.2.4.3 预交联LCE512 薄膜的制备 |
| 3.2.4.4 预交联LCE0 薄膜的制备 |
| 3.2.4.5 双层以及三层液晶薄膜的制备 |
| 3.2.5 三层双路开关驱动器的制备 |
| 3.2.6 双方向移动驱动器的制备 |
| 3.2.7 多方向移动驱动器的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料合成及设计策略 |
| 3.3.2 示差扫描量热法测试(DSC) |
| 3.3.3 二维广角X射线散射(2D-WAXS) |
| 3.3.4 液晶弹性体复合薄膜化学粘连效果的研究 |
| 3.3.5 双层液晶弹性体复合薄膜的可见\红外光刺激响应行为 |
| 3.3.6 三层液晶弹性体薄膜的光刺激响应行为 |
| 3.3.7 双向移动机器人的刺激运动行为 |
| 3.3.8 多向移动机器人的刺激运动行为 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 莫比乌斯和扭曲环驱动器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂及溶剂 |
| 4.2.2 仪器及测试条件 |
| 4.2.3 液晶单体MBB的合成及表征 |
| 4.2.3.1 中间体2 的合成及表征 |
| 4.2.3.2 中间体3 的合成及表征 |
| 4.2.3.3 产物MBB的合成及表征 |
| 4.2.4 交联剂11UB的合成及表征 |
| 4.2.5 液晶材料的制备 |
| 4.2.5.1 预交联LCE796 薄膜的制备 |
| 4.2.5.2 预交联LCE0 薄膜的制备 |
| 4.2.6 莫比乌斯环驱动器的制备 |
| 4.2.6.1 双层B-M?bius[+1]驱动器的制备 |
| 4.2.6.2 双层B-M?bius[+2]驱动器的制备 |
| 4.2.6.3 单层S-M?bius[+1]和S-M?bius[+2]驱动器的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料合成及设计策略 |
| 4.3.2 差示扫描量热法(DSC) |
| 4.3.3 液晶弹性体表面温度与近红外光刺激时间的关系 |
| 4.3.4 S-M?bius[+1]和S-M?bius[+2]驱动器的刺激响应行为 |
| 4.3.5 B-M?bius[+1]和B-M?bius[+2]驱动器的刺激响应行为 |
| 4.3.6 B-M?bius[+2]驱动器绕转行为的研究 |
| 4.3.7 基于B-M?bius[±2]环滚动驱动器的研究 |
| 4.3.8 有限元仿真模拟分析 |
| 4.3.8.1 B-M?bius[+2]三维模型的建立 |
| 4.3.8.2 B-M?bius[+2]三维模型的离散化 |
| 4.3.8.3 B-M?bius[+2]三维模型的受力分析 |
| 4.3.8.4 B-M?bius[+2]运动过程模拟 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 博士期间的成果 |
（5）基于双波长的手掌多模态识别与防伪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 生物特征识别的研究现状 |
| 1.2.2 生物特征识别系统的攻击现状 |
| 1.2.3 生物特征识别系统的防伪现状 |
| 1.3 主要研究内容及其贡献点 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 相关理论背景 |
| 2.1 掌纹、掌静脉静态生物特征 |
| 2.1.1 掌纹 |
| 2.1.2 掌静脉 |
| 2.1.3 掌纹掌静脉融合 |
| 2.2 血氧饱和度、脉搏动态生物特征 |
| 2.2.1 血氧饱和度 |
| 2.2.2 脉搏 |
| 2.2.3 PPG信号提取动态生物特征方法介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于GPU的快速识别与防伪系统 |
| 3.1 系统设计 |
| 3.1.1 系统总体设计 |
| 3.1.2 成像相机选型 |
| 3.1.3 成像光源设计 |
| 3.1.4 成像系统设计 |
| 3.1.5 识别与防伪系统 |
| 3.2 静态和动态生物特征的识别 |
| 3.2.1 生物特征特征识别 |
| 3.2.2 PPG信号预处理 |
| 3.3 基于GPU的动态生物特征的计算与防伪 |
| 3.3.1 硬件结构 |
| 3.3.2 软件架构 |
| 3.3.3 可并行性分析 |
| 3.3.4 动态生物特征计算与防伪 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 掌纹掌静脉假体研究 |
| 4.1 掌纹假体的制造 |
| 4.1.1 掌纹假体的模具 |
| 4.1.2 掌纹假体材料 |
| 4.1.3 掌纹假体制作流程 |
| 4.2 掌静脉假体制作 |
| 4.2.1 掌静脉假体材料 |
| 4.2.2 掌静脉制造流程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 实验结果 |
| 5.1 系统性能表现 |
| 5.1.1 动态特征识别精度评价 |
| 5.2 假体样本相似度评价 |
| 5.2.1 掌纹样本评估 |
| 5.2.2 掌纹、掌静脉融合样本评估 |
| 5.3 假体样本欺骗攻击实验 |
| 5.3.1 真实仪器的欺骗攻击实验 |
| 5.3.2 分类网络的欺骗攻击实验 |
| 5.4 系统识别与防伪能力实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士/硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于Raspberry Pi3B+的掌静脉采集系统（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 国内外发展状况 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 掌静脉成像原理及系统整体设计 |
| 2.1 总述 |
| 2.2 掌静脉成像原理 |
| 2.3 掌静脉成像方式 |
| 2.4 近红外光源 |
| 2.5 嵌入式平台选型 |
| 2.6 本章总结 |
| 第三章 掌静脉采集系统硬件设计 |
| 3.1 Altuim Designer介绍 |
| 3.2 光源模块设计 |
| 3.2.1 近红外LED光源模块设计 |
| 3.2.2 基于PWM的光源亮度调整电路 |
| 3.2.3 光源亮度自适应调整电路 |
| 3.3 光源均匀化实现 |
| 3.4 超声波测距模块 |
| 3.5 声光提示模块 |
| 3.6 继电器开关模块 |
| 3.7 CMOS摄像头模块 |
| 3.7.1 图像传感器选型 |
| 3.7.2 光学镜头模块 |
| 3.7.3 滤光片选型 |
| 3.8 本章总结 |
| 第四章 掌静脉采集系统软件设计 |
| 4.1 软件系统原理与技术 |
| 4.1.1 交叉编译环境 |
| 4.1.2 SQLite数据库移植 |
| 4.1.3 OpenCV移植 |
| 4.2 系统用户界面设计 |
| 4.2.1 tslib移植 |
| 4.2.2 PyQt5移植 |
| 4.2.3 图形用户界面程序设计 |
| 4.2.4 用户信息保存程序设计 |
| 4.3 本章总结 |
| 第五章 系统实验结果与分析 |
| 5.1 功能测试 |
| 5.2 USB摄像头参数调试 |
| 5.3 混合波段实验验证 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）铬离子掺杂宽带近红外发光材料的设计及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 近红外光源概述 |
| 1.2.1 近红外光源应用领域 |
| 1.2.2 近红外光源器件 |
| 1.3 铬离子发光特性 |
| 1.3.1 铬离子的价态与能级 |
| 1.3.2 晶体场理论概述 |
| 1.3.3 Tanabe-Sugano谱图 |
| 1.4 铬离子掺杂宽带近红外荧光粉发展现状 |
| 1.4.1 发展现状 |
| 1.4.2 存在问题 |
| 1.5 本论文的选题意义和研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验所用原料及设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 样品的合成 |
| 2.3 测试与表征 |
| 2.3.1 X射线衍射光谱 |
| 2.3.2 扫描电镜 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 X射线吸收光谱 |
| 2.3.5 电子自旋共振光谱 |
| 2.3.6 紫外-可见光漫反射光谱 |
| 2.3.7 荧光光谱 |
| 2.3.8 荧光寿命衰减曲线 |
| 2.3.9 量子效率 |
| 第三章 宽带发射近红外荧光粉SrGa_4O_7:Cr的设计及机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SrGa_4O_7晶体概述 |
| 3.3 物相分析 |
| 3.4 微观形貌分析 |
| 3.5 X射线吸收光谱分析 |
| 3.6 发光性能分析 |
| 3.7 阳离子调控 |
| 3.8 价态调控 |
| 3.9 小结 |
| 第四章 宽带近红外荧光粉K_2Ga_2Sn_6O_(16):Cr的设计及效率调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 K_2Ga_2Sn_6O_(16)晶体概述 |
| 4.3 物相分析 |
| 4.4 微观形貌 |
| 4.5 价态表征 |
| 4.6 发光性能分析 |
| 4.7 性能调控 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 宽带近红外荧光粉Li_(1.6)Zn_(1.6)Sn_(2.8)O_8:Cr的设计及带宽调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Li_(1.6)Zn_(1.6)Sn_(2.8)O_8晶体概述 |
| 5.3 物相分析 |
| 5.4 微观形貌 |
| 5.5 价态分析 |
| 5.6 发光性能 |
| 5.7 性能调控 |
| 5.8 器件封装 |
| 5.9 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :攻读硕士学位期间发表论文 |
（8）基于多源传感融合的肌肉疲劳检测及生-机接口性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 多源肌群信号融合采集的研究价值 |
| 1.1.3 国内外研究现状 |
| 1.2 肌电/肌音/近红外光谱信号的产生及采集原理 |
| 1.2.1 肌电信号的产生及采集原理 |
| 1.2.2 肌音信号的产生及采集原理 |
| 1.2.3 近红外信号及血氧代谢计算的原理 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 肌电/肌音/近红外三源传感系统的开发 |
| 2.1 肌电信号的采集与调理 |
| 2.1.1 肌电电极的选型与布置 |
| 2.1.2 肌电信号的调理 |
| 2.2 肌音信号的采集与调理 |
| 2.2.1 肌音采集元件的选型与布置 |
| 2.2.2 肌音信号的调理 |
| 2.3 近红外信号的采集与调理 |
| 2.3.1 光源、探测器的选型与布置 |
| 2.3.2 近红外光谱信号电路 |
| 2.4 信号传输与系统供电 |
| 2.5 系统的优化 |
| 2.5.1 肌电电极排布的优化 |
| 2.5.2 肌音调理电路放大倍数的调整 |
| 2.5.3 近红外光源的优化选择 |
| 2.5.4 近红外光源及探测器排布方案的优化 |
| 2.5.5 负电压产生电路稳定性的提升 |
| 2.5.6 供电电路的简化 |
| 2.5.7 三源电路相互干扰问题的解决 |
| 2.5.8 整体尺寸结构的优化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 肌电/肌音/近红外传感系统的测试评估 |
| 3.1 系统的稳定性评估 |
| 3.1.1 肌电信号与肌音信号的信噪比 |
| 3.1.2 近红外信号的暗噪声和漂移 |
| 3.2 血氧代谢结果的对标测试 |
| 3.2.1 近红外成像仪系统NIRScout |
| 3.2.2 对标测试的可行性 |
| 3.2.3 测试前的准备 |
| 3.2.4 测量面变化问题的解决 |
| 3.2.5 对标实验 |
| 3.3 握力递增实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 肌肉疲劳外周因素的探究 |
| 4.1 肌肉疲劳的定义及典型表现 |
| 4.1.1 肌肉疲劳的定义 |
| 4.1.2 肌肉疲劳的典型表现 |
| 4.2 肌肉疲劳相关机理 |
| 4.2.1 中枢机制与外周机制 |
| 4.2.2 肌肉疲劳与血氧代谢 |
| 4.2.3 本章研究的目的 |
| 4.3 疲劳实验 |
| 4.3.1 诱发方式及任务模式的选择 |
| 4.3.2 研究对象的选择 |
| 4.3.3 收缩力与收缩时间的选择 |
| 4.3.4 实验范式 |
| 4.3.5 数据分析 |
| 4.3.6 实验结果 |
| 4.3.7 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 肌肉疲劳状态下生-机接口解码率的研究 |
| 5.1 本章研究背景及研究目的 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 实验对象、诱发力及诱发疲劳的时间等重要参数的选定 |
| 5.2.2 实验范式 |
| 5.2.3 实验进行 |
| 5.3 前臂肌肉疲劳状态下的肌电解码 |
| 5.3.1 预处理及特征提取 |
| 5.3.2 构建分类器 |
| 5.3.3 解码效果 |
| 5.4 前臂肌肉疲劳状态下的肌电/肌音/近红外三源接口解码 |
| 5.4.1 特征提取 |
| 5.4.2 前臂正常状态和疲劳状态下解码效果的对比 |
| 5.4.3 持续静态收缩诱导疲劳过程中解码效果的对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 本文工作总结及创新点 |
| 6.2 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（9）非接触式多光谱掌静脉识别系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 论文研究意义与目的 |
| 1.2.1 论文的研究意义 |
| 1.2.2 本文研究目的 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 手掌静脉成像原理及多光谱分析 |
| 2.1 手掌静脉组织结构 |
| 2.2 掌静脉的光学成像原理 |
| 2.2.1 静脉血管成分的光吸收特性 |
| 2.2.2 影响静脉成像的生物因素 |
| 2.3 近红外波长的选取分析 |
| 2.3.1 近红外波长的选取原则 |
| 2.3.2 多光谱近红外对比验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 非接触多光谱掌静脉识别系统总体设计 |
| 3.1 掌静脉采集与识别基本原理 |
| 3.2 掌静脉识别系统总体框架 |
| 3.2.1 图像处理系统构成 |
| 3.2.2 掌静脉识别模块总体结构 |
| 3.3 掌静脉识别系统硬件模块 |
| 3.4 基于CS算法的系统软件流程 |
| 3.5 掌静脉图像的成像方式设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 非接触多光谱掌静脉采集仪硬件设计 |
| 4.1 采集系统微处理器 |
| 4.2 光源子硬件设计 |
| 4.2.1 光源选型 |
| 4.2.2 光源布局 |
| 4.2.3 光源均匀性 |
| 4.2.4 三波段光源驱动电路 |
| 4.3 距离感应模块设计 |
| 4.4 红外摄像机模块设计 |
| 4.4.1 图像传感器选取 |
| 4.4.2 光学镜头选取 |
| 4.5 滤光片选取 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 掌静脉图像预处理 |
| 5.1 掌静脉图像预处理研究 |
| 5.1.1 图像分割 |
| 5.1.2 图像ROI提取 |
| 5.2 图像质量判断方法 |
| 5.3 嵌入式系统 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于CS算法的掌静脉光源自适应调节 |
| 6.1 布谷鸟寻巢原理 |
| 6.2 标准布谷鸟搜索算法 |
| 6.2.1 数学原理 |
| 6.2.2 布谷鸟搜索算法流程 |
| 6.3 基于CS算法的光强自适应调节 |
| 6.3.1 光强自适应调节算法操作步骤 |
| 6.3.2 光强自适应调节算法软件流程 |
| 6.4 光强配比对不同人体静脉采集的影响 |
| 6.5算法有效性实验 |
| 6.5.1 采集速度的验证 |
| 6.5.2 静脉图像质量验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（10）基于近红外光谱的乳腺肿瘤成像装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及研究意义 |
| 1.2 乳腺肿瘤检测技术的研究现状 |
| 1.2.1 乳腺癌影像学诊断技术 |
| 1.2.2 近红外光谱肿瘤成像技术 |
| 1.2.3 研究现状分析总结 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 近红外光谱肿瘤成像原理 |
| 2.1 光与生物组织的相互作用分析 |
| 2.1.1 乳腺组织的生物学特征 |
| 2.1.2 常见乳腺肿块及乳腺癌 |
| 2.1.3 主要光学特性参数简介 |
| 2.2 近红外乳腺肿瘤成像算法 |
| 2.2.1 拓扑成像法 |
| 2.2.2 DOT图像重建 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 近红外光谱肿瘤成像装置的设计 |
| 3.1 系统总体设计方案 |
| 3.2 传感器探头设计 |
| 3.2.1 近红外光源选型 |
| 3.2.2 光电检测电路设计 |
| 3.2.3 探头结构设计 |
| 3.3 主控系统电路设计 |
| 3.3.1 中央处理模块 |
| 3.3.2 光源驱动模块设计 |
| 3.3.3 信号调理和A/D转换模块设计 |
| 3.3.4 通信模块设计 |
| 3.3.5 下载调试电路设计 |
| 3.4 软件设计 |
| 3.4.1 基于STM32F103 的下位机软件设计 |
| 3.4.2 上位机数据处理及成像软件设计 |
| 3.4.3 Matlab软件交互界面设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 近红外光断层图像重建算法研究 |
| 4.1 光在生物组织中传输模型 |
| 4.1.1 边界条件 |
| 4.1.2 扩散方程求解方法 |
| 4.2 近红外光图像重建过程 |
| 4.3 双网格半三维断层图像重建算法研究 |
| 4.3.1 图像重建方法 |
| 4.3.2 算法实现 |
| 4.3.3 重建结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统性能测试及乳腺肿瘤仿体成像实验 |
| 5.1 系统性能测试结果与分析 |
| 5.1.1 暗噪声检测 |
| 5.1.2 系统重复性实验 |
| 5.2 肿瘤仿体成像实验 |
| 5.2.1 仿体模型制作 |
| 5.2.2 数据采集实验步骤 |
| 5.3 近红外光谱肿瘤仿体成像结果与分析 |
| 5.3.1 二维拓扑成像 |
| 5.3.2 DOT图像重建 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、近红外光源的稳定性控制（论文参考文献）
- [1]基于FPGA指静脉纹理采集系统设计[J]. 王刚,石磊,赵寒涛. 自动化技术与应用, 2021(08)
- [2]基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究[D]. 周廉. 华东师范大学, 2021(12)
- [3]Cr3+激活硼/镓酸盐近红外荧光粉结构与性能调控研究[D]. 高彤宇. 北京有色金属研究总院, 2020(01)
- [4]液晶弹性体软驱动器的光控变色行为及运动模式调控方法的研究[D]. 左波. 东南大学, 2020(01)
- [5]基于双波长的手掌多模态识别与防伪研究[D]. 曾宏翔. 浙江工业大学, 2020(02)
- [6]基于Raspberry Pi3B+的掌静脉采集系统[D]. 邱伟杰. 福建师范大学, 2020(12)
- [7]铬离子掺杂宽带近红外发光材料的设计及机理研究[D]. 赖俊安. 昆明理工大学, 2020(05)
- [8]基于多源传感融合的肌肉疲劳检测及生-机接口性能优化[D]. 丁雪聪. 上海交通大学, 2020
- [9]非接触式多光谱掌静脉识别系统设计[D]. 陶静静. 安徽理工大学, 2019(01)
- [10]基于近红外光谱的乳腺肿瘤成像装置研究[D]. 曹月. 哈尔滨工业大学, 2019(02)