信息光學(xué)原理精選(九篇)

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第1篇：信息光學(xué)原理范文

摘 要 本文運(yùn)用訪談法、實(shí)地考察法、邏輯分析法，對(duì)廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)員的心理特征進(jìn)行深入的分析與研究。近幾年很多高校的體育學(xué)院或體育系都設(shè)定了羽毛球?qū)I(yè)方向，羽毛球項(xiàng)目也成為了大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)必不可少的項(xiàng)目。羽毛球項(xiàng)目是一項(xiàng)對(duì)專業(yè)技術(shù)動(dòng)作、身體素質(zhì)及心理調(diào)控能力要求很高的體育項(xiàng)目，特別是在雙方隊(duì)員技術(shù)相差不大的情況下，心理因素在其中起很大作用。本人通過(guò)以廣西師大羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)員為例，從訓(xùn)練過(guò)程及比賽過(guò)程進(jìn)行觀察研究，分析出廣西師大羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)員在心理素質(zhì)的特征，從而為部分高校羽毛球校隊(duì)運(yùn)動(dòng)員心理素質(zhì)訓(xùn)練提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì) 女子運(yùn)動(dòng)員 心理特征 分析

一、前言

羽毛球運(yùn)動(dòng)是對(duì)心理承受力、注意力、意志力和抗干擾能力的要求很高的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。比賽中良好的心態(tài)和穩(wěn)定的情緒是確保技戰(zhàn)術(shù)水平正常發(fā)揮基礎(chǔ)。羽毛球運(yùn)動(dòng)員比賽情緒是指運(yùn)動(dòng)員面對(duì)隊(duì)友、對(duì)手狀況、裁判員的執(zhí)法與特點(diǎn)、場(chǎng)地器材的布置、比賽環(huán)境以及領(lǐng)導(dǎo)教練、觀眾之間主觀體驗(yàn)的反映。比賽的消極情緒對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力發(fā)揮起著阻礙作用。良好的心理素質(zhì)是比賽中取得優(yōu)異成績(jī)的必備條件之一，而比賽的心理變化和情緒的興奮性程度更會(huì)直接影響到運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)發(fā)揮。因此，了解比賽心理狀態(tài)的一般規(guī)律和特征，了解個(gè)人情緒變化的特點(diǎn)，并采取應(yīng)對(duì)措施對(duì)比賽有著積極的意義，而對(duì)情緒傾向性程度的調(diào)節(jié)和控制，更應(yīng)該受到教練員和運(yùn)動(dòng)員的高度重視。

二、研究對(duì)象與方法

（一）研究對(duì)象

西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)動(dòng)員5名成員，其中有一位是省隊(duì)退役運(yùn)動(dòng)員，一位是市體校運(yùn)動(dòng)員，其他三位是大學(xué)羽毛球?qū)＿x班的成員。

（二）研究方法

1．訪談法

本人很有幸成為廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)一員，并對(duì)其他四個(gè)隊(duì)員有一定的了解，在訓(xùn)練過(guò)程中及比賽后對(duì)她們進(jìn)行了訪談。

2．實(shí)地考察法

在訓(xùn)練場(chǎng)及比賽場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行實(shí)地考察。

3．邏輯分析法

在實(shí)地考察和訪談法的基礎(chǔ)上，根據(jù)廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)員對(duì)自身的了解及教練員的反饋建議，對(duì)廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)員的心理特征進(jìn)行符合邏輯的推理分析，總結(jié)出影響廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)女子運(yùn)動(dòng)員心理變化的因素。

三、運(yùn)動(dòng)員的心里特征分析

（一）運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練過(guò)程中的心理特征

在訓(xùn)練過(guò)程中，這5位運(yùn)動(dòng)員的心理表現(xiàn)都很好，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 在完成教練布置的技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員都表現(xiàn)出積極參與的心態(tài)，且能在一定程度上保質(zhì)保量的完成任務(wù)。在對(duì)于自己本身相對(duì)較差的技術(shù)時(shí)，能抱著學(xué)習(xí)的態(tài)度去請(qǐng)教教練及隊(duì)員。

2. 在平時(shí)訓(xùn)練過(guò)程中進(jìn)行隊(duì)內(nèi)比賽時(shí)，各運(yùn)動(dòng)員都能較好的發(fā)揮出自己優(yōu)勢(shì)，住對(duì)手的弱點(diǎn)，能把技術(shù)動(dòng)作很放開的做出來(lái)。因此在比賽時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一種是兩人實(shí)力相差比較大，另一種是中間出現(xiàn)實(shí)力相當(dāng)?shù)木置妫还苣姆N局面，各運(yùn)動(dòng)員都表現(xiàn)出了各自的不同心理素質(zhì)。

（二）運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的心理特征

1．自信心缺乏

在一場(chǎng)比賽中如果運(yùn)動(dòng)員雙方實(shí)力相當(dāng)，在一定程度上就是在心理素質(zhì)。在這次參加廣西省自治區(qū)大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)羽毛球比賽中，廣西師范大學(xué)羽毛球校隊(duì)取得的團(tuán)體第二的好成績(jī)，比賽過(guò)程中更是很好的展現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員的心理素質(zhì)問(wèn)題。在決賽時(shí)遇到廣西大學(xué)，比賽采取的是三場(chǎng)兩勝的比賽方式，在進(jìn)行到1:1的情況下，決勝那場(chǎng)落在了第二單打上，而這不僅僅是在考驗(yàn)雙方運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作，跟取決于運(yùn)動(dòng)員的心理素質(zhì)。最后結(jié)果我校運(yùn)動(dòng)員每局已幾分之差輸給對(duì)手，而對(duì)這場(chǎng)比賽進(jìn)行幾點(diǎn)總結(jié)：這場(chǎng)比賽雙方的實(shí)力是相差不大的，而在一上場(chǎng)，對(duì)方運(yùn)動(dòng)員首先表現(xiàn)出了自己的氣勢(shì)，并且一開始就打出了5:0的局面，給她自己增加了不少信心。而我校運(yùn)動(dòng)員在這種較被動(dòng)的情況下，心理的壓力及緊張的情緒影響了她自己的發(fā)揮，在場(chǎng)上的節(jié)奏一直都被對(duì)手牽制著，壓抑的打法使她出現(xiàn)了對(duì)自己的打法不自信，回球質(zhì)量也不高。所以運(yùn)動(dòng)員在比賽前一定要樹立對(duì)自己實(shí)力的自信心，把壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)力，這是在比賽前調(diào)整好心理素質(zhì)的關(guān)鍵。

2．比賽中過(guò)分緊張

在進(jìn)行到女單8進(jìn)4的比賽時(shí)，雙方運(yùn)動(dòng)員在技能的能力上是相當(dāng)?shù)?。而在比賽中我校運(yùn)動(dòng)員顯出了過(guò)分緊張的情緒，技能的穩(wěn)定性出現(xiàn)了偏差。特別是在以17:14的領(lǐng)先情況下，連殺三個(gè)下網(wǎng)，這種情況在一定程度上助長(zhǎng)了對(duì)手的自信心，也在一定程度上影響了自己的情緒。在隨后的關(guān)鍵幾分中，因心態(tài)的不穩(wěn)定導(dǎo)致我校運(yùn)動(dòng)員丟掉第一局。也因受第一局的影響，第二局出現(xiàn)了10:19的局面。而在此情況下，在我校運(yùn)動(dòng)員缺乏保持在冷靜的頭腦下，對(duì)手因太想贏得心態(tài)，導(dǎo)致出現(xiàn)了連續(xù)丟掉10分，被我校運(yùn)動(dòng)員以22:20的情況拿下第二局。這種大逆轉(zhuǎn)在比賽中是很少見的，也進(jìn)一步說(shuō)明在比賽過(guò)程中擺正心態(tài)，拋開內(nèi)外壓力，放開打出自己的水平，也是調(diào)整好心理素質(zhì)不可缺的因素。

3．比賽中外在條件影響

在女單4進(jìn)2時(shí)，這場(chǎng)比賽其實(shí)是女單決賽提前，雙方運(yùn)動(dòng)員都是省隊(duì)退役運(yùn)動(dòng)員，在這種高水平運(yùn)動(dòng)員的比賽中，能否取得比賽的勝利，與心理素質(zhì)是否過(guò)硬是離不開的。在進(jìn)行第三局比賽時(shí)，我校隊(duì)員以17:14領(lǐng)先，而在接下來(lái)的關(guān)鍵分時(shí)，對(duì)手一個(gè)殺球出界卻被裁判判界內(nèi)。這一舉動(dòng)影響了我校運(yùn)動(dòng)的情緒，吊球下網(wǎng)，高遠(yuǎn)球出界，搓球下網(wǎng)，連續(xù)主動(dòng)丟失3分，致使比賽出現(xiàn)17：17，而在比分打到19:19時(shí)，裁判又以一個(gè)誤判導(dǎo)致我校運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)消極打法，最后以19：21輸?shù)舯荣?。外界因素的影響也是不可忽略的，特別是在關(guān)鍵局關(guān)鍵分，作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)員在比賽中首先要服從裁判的判決，調(diào)整好對(duì)于比賽中的誤判，也是增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員心理素質(zhì)的不可輕視的。

四、羽毛球運(yùn)動(dòng)員比賽消極情緒的調(diào)整與克服

動(dòng)機(jī)訓(xùn)練：動(dòng)機(jī)是指運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練和比賽的內(nèi)部心理力量，比賽動(dòng)機(jī)過(guò)高或不足都會(huì)造成消極情緒狀態(tài)，因此，對(duì)運(yùn)動(dòng)員正確的比賽動(dòng)機(jī)培養(yǎng)是十分必要的，動(dòng)機(jī)訓(xùn)練的具體包括：

（一） 說(shuō)服運(yùn)動(dòng)員：通過(guò)分析，幫助運(yùn)動(dòng)員正確認(rèn)識(shí)有利客觀條件以及自身客觀條件和自身潛力，提高運(yùn)動(dòng)員信心；“戰(zhàn)績(jī)回憶”。

（二） 言辭調(diào)整法：言辭調(diào)整法是教練員、領(lǐng)隊(duì)或同伴用稱贊和鼓勵(lì)的語(yǔ)言對(duì)運(yùn)動(dòng)員的心理活動(dòng)施加影響的方法，如果運(yùn)用得當(dāng)，言辭調(diào)整法能在一定程度上使運(yùn)動(dòng)員從緊張狀態(tài)中解脫出來(lái)。

（三）注意力的集中與分散訓(xùn)練：注意力的集中訓(xùn)練是培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)員抗外界干擾防御能力的訓(xùn)練，如模擬比賽場(chǎng)景，設(shè)置困難與障礙等等，以提高運(yùn)動(dòng)員比賽的適應(yīng)能力和抗干擾能力，以提高運(yùn)動(dòng)員的情緒控制能力。分散注意力訓(xùn)練指讓運(yùn)動(dòng)員在思想和情緒上暫時(shí)離開過(guò)分緊張的訓(xùn)練或比賽當(dāng)中，在頭腦中想一些輕松愉快的事，待情緒穩(wěn)定后，再將注意力回到訓(xùn)練和比賽現(xiàn)場(chǎng)中去。

（四）呼吸調(diào)整法：呼吸調(diào)整法是運(yùn)動(dòng)員臨場(chǎng)處理情緒波動(dòng)的一種有效心理調(diào)節(jié)方法，在精神高度緊張的比賽中往往會(huì)出現(xiàn)胸悶、氣短、呼吸困難等現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)員可有意識(shí)地放滿節(jié)奏進(jìn)行深呼吸，使心情平靜下來(lái)。

（五）自我暗示法：這是用語(yǔ)言、思維或者表情對(duì)心理活動(dòng)施加影響的方法，是調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)員臨陣狀態(tài)的一種行之有效的方法，而“默念”是一種有效的自我暗示方法，它能使有運(yùn)動(dòng)員保持一定的心理狀態(tài)，使負(fù)性思維和消極情緒中斷，代之以積極的情緒，達(dá)到提高自信心和穩(wěn)定情緒效果，臨場(chǎng)充分發(fā)揮自己的運(yùn)動(dòng)水平。他人暗示有時(shí)也能反對(duì)運(yùn)動(dòng)員的心理狀態(tài)產(chǎn)生影響。

五、結(jié)論

運(yùn)動(dòng)員在比賽當(dāng)中的情緒包括積極和消極兩方面，而且比賽情緒狀態(tài)隨著比賽的迅速變化，具有強(qiáng)烈、迅速、多變化的特點(diǎn)，產(chǎn)生一系列生理和心理上的放映，并將直接影響技戰(zhàn)術(shù)水平的發(fā)揮，教練員應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員心理過(guò)程和個(gè)性特征，加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的心理訓(xùn)練，以及開展針對(duì)性的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，從而提高運(yùn)動(dòng)員的心理素質(zhì)和心理品質(zhì)，讓運(yùn)動(dòng)員從訓(xùn)練中學(xué)會(huì)意識(shí)控制自己的心理狀態(tài)，保持心理穩(wěn)定性，發(fā)揮個(gè)體運(yùn)動(dòng)潛能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文教,沈步乙,等.中國(guó)體育教練員崗位培訓(xùn)教材(羽毛球)[M].北京:人民體育出版社.1995.

[2] 田麥久.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)[M].北京:人民體育出版社.2000.

第2篇：信息光學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：通信管道；管孔分配

一、工程概況

廣醫(yī)新造校區(qū)選址位于新造鎮(zhèn)東側(cè)，番禺氮肥廠南側(cè)，谷圍新村以北，思賢村以西，與大學(xué)城華工、廣藥校區(qū)隔江相望。建設(shè)規(guī)劃用地約為40.08萬(wàn)平米，其中建設(shè)用地面積29.43萬(wàn)平米。依據(jù)招標(biāo)方案，整個(gè)本項(xiàng)目按教學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū)、生活區(qū)及體育活動(dòng)區(qū)共劃分為五個(gè)房建總承包標(biāo)段，各房建總承包標(biāo)段實(shí)施范圍包括有各對(duì)應(yīng)建筑單體內(nèi)的綜合布線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等專業(yè)的智能化系統(tǒng)工程及其對(duì)應(yīng)的室外通信光纜的敷設(shè)。

為滿足廣州醫(yī)學(xué)院新造校區(qū)一期工程內(nèi)各類通信、信息業(yè)務(wù)的需要，在本項(xiàng)目市政范圍和各房建組團(tuán)接入范圍均建設(shè)有通信管道。通信管道內(nèi)敷設(shè)各的光纜包括：1、電話主干光纜；2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主干光纜；3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)主干；4、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主干光纜；5、公共廣播系統(tǒng)主干光纜；6、室外LED系統(tǒng)主干光纜。

二、管孔使用的系統(tǒng)及要求

（一）通信管孔使用系統(tǒng)

本項(xiàng)目房建施工總承包單位的綜合布線系統(tǒng)（含廣州寬帶接入）、室外視頻監(jiān)控系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)、室外LED大屏幕系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)等通信線纜、視頻線纜均可穿入通信管道。為防止信號(hào)干擾，原則上安全電壓的線纜（電壓≤48V）才可接入通信管道，電壓>48V的線纜如要接入通信管道必須經(jīng)管道設(shè)計(jì)單位同意，并報(bào)本項(xiàng)目市政監(jiān)理及建設(shè)單位審批后方可實(shí)施。

（二）實(shí)施工作要求

本項(xiàng)目房建施工單位及施工專業(yè)承包單位在室外通信線纜敷設(shè)前，須完成如下工作。

1.向市政監(jiān)理單位提交開工申請(qǐng)及專項(xiàng)施工方案，其中施工方案須包含敷設(shè)室外光纜專業(yè)類別、敷設(shè)工藝、起始位置等；并經(jīng)市政監(jiān)理單位審批同意后方可實(shí)施。

2.各家房建施工單位須向市政監(jiān)理單位繳納通信管道成品保護(hù)押金。待線纜敷設(shè)完成后，經(jīng)市政監(jiān)理單位驗(yàn)收合格且確認(rèn)實(shí)施過(guò)程中未出現(xiàn)成品損壞，押金予以退還對(duì)應(yīng)施工單位。

三、本項(xiàng)目的室外通信系統(tǒng)的實(shí)施界面

（一）按本項(xiàng)目房建、市政工程施工總承包招標(biāo)文件約定，本項(xiàng)目室外通信管道、通信線纜的實(shí)施界面，具體如下：

1.房建與市政工程部分：以本項(xiàng)目各建筑物外第一個(gè)手井為界，該手井（含井，至市政部分）以外的通信管道工程屬市政工程實(shí)施范圍，接線井以內(nèi)（至建筑物內(nèi)）屬于房建工程實(shí)施范圍。

2.各房建施工單位室外光纜部分：以教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜進(jìn)線端為界，各單體建筑物內(nèi)綜合布線系統(tǒng)及連接至實(shí)驗(yàn)樓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜進(jìn)線端的光纜敷設(shè)及端接、對(duì)應(yīng)管道敷設(shè)屬于本項(xiàng)目該單體建筑物所在房建施工單位的實(shí)施范圍；教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜進(jìn)線端之后的綜合布線系統(tǒng)以及教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)的光纜管道敷設(shè)屬于本項(xiàng)目房建施工單位的實(shí)施范圍。

3.各房建標(biāo)段消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)：各單體建筑物內(nèi)的消防分控中心分控設(shè)備及連接至F3服務(wù)用房消防控制中心機(jī)房的光纜管道鋪設(shè)、光端機(jī)安裝屬于本項(xiàng)目該單體建筑物所在房建施工單位的實(shí)施范圍；光端機(jī)接收終端安裝之后的消防火災(zāi)系統(tǒng)以及F3服務(wù)用房?jī)?nèi)的光纜管道屬于本項(xiàng)目房建施工單位的實(shí)施范圍。

四、管孔分配原則

（一）管孔分配原則的適用范圍包括本項(xiàng)目市政和房建組團(tuán)接入的通信管道。

2.備用管孔使用原則，施工單位須向市政監(jiān)理單位提出申請(qǐng)，經(jīng)建設(shè)單位批準(zhǔn)同意后方可使用。

3.大于D24的管孔分配原則：前24孔與D24相同，其余的管孔均為備用。

4.如管孔類型未包含在上述范圍內(nèi)的，根據(jù)管道設(shè)計(jì)圖紙，管孔使用的次序參照上述分配辦法。

（二）管孔編號(hào)方法：

1. 進(jìn)入建筑物內(nèi)的第一個(gè)手井通信管孔編號(hào)原則

以各房建組團(tuán)建筑物外第一個(gè)手井為站立位，背向建筑物，管孔從左到右，從下到上依次按1、2、3…的順序編號(hào)。

2.市政道路范圍（含道路A、B、C、G、H線道路）的人（手）井截面定義及編號(hào)原則：

（1）面向道路里程號(hào)遞增方向，所對(duì)應(yīng)的截面定義為a截面，其它的按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)180°定義為c截面（如圖所示）。

（2）a、c截面管孔編號(hào)原則：面對(duì)a截面，取此截面最靠左下角位置的管孔為起始編號(hào)1，從左及右、從下至上依次進(jìn)行管孔編號(hào)（如圖所示）；c截面的管孔排列順序與a面成鏡像對(duì)應(yīng)（如圖所示）。

3.合并說(shuō)明：人（手）井若超過(guò)兩個(gè)以上截面、管孔編號(hào)根據(jù)上面要求排列，根據(jù)鏡面原理，在合并人（手）井的各截面后，管孔必須一一對(duì)應(yīng)。

五、施工過(guò)程要求

（一）本項(xiàng)目室外通信管道采用硬質(zhì)雙壁波紋管，其管身無(wú)傷痕，管孔無(wú)變形。

（二）管道段長(zhǎng)：直線管道允許段長(zhǎng)一般限制在120米以內(nèi)，彎曲管道段長(zhǎng)應(yīng)相應(yīng)縮短，管道彎曲的曲率半徑一般不宜小于36米，曲線部分所夾圓心角不應(yīng)大于90度，且在一段彎曲管道內(nèi)不應(yīng)有反向彎曲。

六、標(biāo)識(shí)要求

由于本項(xiàng)目室外通信管道內(nèi)各種線纜類型較多，為便于線纜敷設(shè)和日后檢修，具體的標(biāo)示要求如下：

（一）市政施工單位：按展開圖所示要求，須在每個(gè)人（手）內(nèi)的a、c截面的管道末端，用紅色油漆標(biāo)示管道編號(hào)，同時(shí)，須在a、c截面處貼示管孔編號(hào)示意圖。

（二）房建施工單位：凡線纜進(jìn)出兩端和人（手）井處必須掛牌標(biāo)識(shí)：線纜的系統(tǒng)、類型、路由（始端、末端）。

七、結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目通信管道管孔分配管理實(shí)施方案通過(guò)了實(shí)踐檢驗(yàn)。在建設(shè)管理過(guò)程中起到了兩方面的主要作用，一是在群體性建設(shè)項(xiàng)目且參建施工單位較多的情況下，通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一且有效便捷的管孔分配方案保障了室外通信工程有序、高效的進(jìn)行；二是通過(guò)管理手段提高了室外通信管道的利用率，并為日后通信擴(kuò)容管理提供了便利。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50373-2006. 通信管道與通道工程設(shè)計(jì)規(guī)范

[2]GB50374-2006.通信管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

第3篇：信息光學(xué)原理范文

[關(guān)鍵詞] 光信息科學(xué)與技術(shù) 人才培養(yǎng) 教學(xué)改革 企業(yè)需求

一、光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的地位與現(xiàn)狀

近年來(lái),國(guó)內(nèi)許多重點(diǎn)大學(xué)和地方院校都相繼設(shè)立了光信息科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)共有106所高校開設(shè)了這個(gè)專業(yè),廣東高校就有將近10所,各高校逐步形成了具有自身特點(diǎn)的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案。重點(diǎn)高校由于具備深厚的學(xué)科基礎(chǔ)和優(yōu)質(zhì)生源,而且有光學(xué)碩士點(diǎn)和博士點(diǎn),其畢業(yè)生中有相當(dāng)大的比例是繼續(xù)考研深造,其余的畢業(yè)生則選擇就業(yè)。地方高校無(wú)論從師資力量、教學(xué)設(shè)施到學(xué)生的整體水平都無(wú)法與重點(diǎn)院校相比擬,同專業(yè)的畢業(yè)生面對(duì)就業(yè)如何與重點(diǎn)院校的畢業(yè)生抗?fàn)?一般說(shuō)來(lái),用人單位會(huì)傾向錄用重點(diǎn)大學(xué)的畢業(yè)生。那么,如何提高地方院校畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力就成為我們必須認(rèn)真思考的問(wèn)題。本文結(jié)合佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院在建設(shè)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)過(guò)程中的實(shí)際做法,來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。

二、我校光信息專業(yè)建設(shè)過(guò)程中遇到的困惑

佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院是地方性應(yīng)用型本科院校,在人才培養(yǎng)方面要充分考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求,及時(shí)了解區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨向,適時(shí)地根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來(lái)合理調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系和教學(xué)內(nèi)容,以便更好地服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì),同時(shí)也可以在不斷滿足市場(chǎng)需求的同時(shí),自身得到更快的發(fā)展與提高。

我校的光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)于2002年獲得教育部批準(zhǔn)正式招生。我校物理系原先只開設(shè)了物理學(xué)(師范)專業(yè),在申報(bào)新專業(yè)前的幾年時(shí)間里,引進(jìn)了多名光學(xué)專業(yè)的教授和博士,自身也培養(yǎng)了一部分光學(xué)專業(yè)的骨干教師。為了辦好該專業(yè),我們組織了相關(guān)教師到省內(nèi)的中山大學(xué)、華南師范大學(xué)、暨南大學(xué)等院校參觀學(xué)習(xí),同時(shí)還和省外的同濟(jì)大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等重點(diǎn)高校有學(xué)術(shù)往來(lái)和交流,聘請(qǐng)了華中科技大學(xué)的專家學(xué)者擔(dān)任顧問(wèn)。由于各個(gè)高校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)與師資情況不同,所開設(shè)的課程也有所不同。一般說(shuō)來(lái),都會(huì)根據(jù)原有的學(xué)科基礎(chǔ)來(lái)制訂新專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃。我們想,上一個(gè)新專業(yè)不容易,要想辦好新專業(yè),則需要在專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面都要有周密、合理的籌劃。

我校于2001年在物理學(xué)專業(yè)里首先開設(shè)了光電子方向,為辦新專業(yè)打基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí)開設(shè)的課程在原來(lái)專業(yè)的基礎(chǔ)上增加了激光原理、光電子學(xué)和信息光學(xué)等幾門光學(xué)和信息類課程。實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備不成規(guī)模,專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少(只有6個(gè)),實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)36學(xué)時(shí)。隨著新專業(yè)教學(xué)的需要,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)迫在眉睫。我們組織骨干教師和實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員到外?？疾烊〗?jīng),從理論課程的設(shè)置到實(shí)驗(yàn)課程的開出,從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置到儀器的規(guī)格、型號(hào)都借鑒了其他高校的做法,籌建了光電信息與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過(guò)在02、03級(jí)學(xué)生的教學(xué)中實(shí)施,基本能夠滿足教學(xué)需要,但同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題:(1)所開的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課與其他高校大同小異,缺乏特色;(2)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也與其他高校雷同,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相差無(wú)幾,并且以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,難以在實(shí)踐方面提高學(xué)生的綜合能力。

這種狀況迫使我們反思:一味照搬別人的做法是不行的,有特色才是生存的關(guān)鍵。2004年起,珠三角地區(qū)的光電企業(yè)突起,特別是LED產(chǎn)業(yè)得到國(guó)家的大力扶持,普立華公司、國(guó)星光電公司、佛山照明、歐斯朗公司、聯(lián)動(dòng)科技公司、騰龍光學(xué)公司、奇美電子有限公司、中國(guó)網(wǎng)通公司、威而信科技有限公司等一批知名企業(yè)落戶佛山,這些企業(yè)是光信息專業(yè)學(xué)生的主要就業(yè)意向單位,為本專業(yè)的學(xué)生提供了新的機(jī)會(huì),但同時(shí)對(duì)人才的要求也有所提高。

為此,我們主動(dòng)和相關(guān)企業(yè)聯(lián)系,到企業(yè)的人事、技術(shù)等部門進(jìn)行調(diào)研。在與企業(yè)溝通的過(guò)程中,企業(yè)向我們反饋:由于學(xué)校教育觀念和教學(xué)內(nèi)容的陳舊與落后,學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容幾乎在企業(yè)里都用不上,而企業(yè)需要的知識(shí)卻沒(méi)有接觸過(guò),理論脫離實(shí)際, 缺乏社會(huì)實(shí)踐。由此而造成的后果是,雖然近幾年培養(yǎng)的本科以上畢業(yè)生在數(shù)量上有大幅度的增長(zhǎng),而社會(huì)急需的能勝任研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、策劃等工作并具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人員仍然是目前非常緊缺的專門人才,佛山本地的光電企業(yè)需要的人才要具備光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光電檢測(cè)、LED封裝等技能。

三、采取的改革措施

1.合理定位,目標(biāo)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,更新課程設(shè)置

我們擺脫陳舊的教育觀念,將培養(yǎng)企業(yè)需要的技術(shù)人才作為合理的培養(yǎng)目標(biāo),著手修訂了2005級(jí)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱,開設(shè)了以下專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程:波動(dòng)光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)、微電子技術(shù)、EDA技術(shù)、光纖光學(xué)、光纖通信原理、信息光學(xué)、光電子學(xué)、光度學(xué)原理、光電檢測(cè)技術(shù)、電光源原理等。

2.加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入,實(shí)現(xiàn)模塊化教學(xué)

從2002年至今,光電信息與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室共投入200多萬(wàn)元購(gòu)買各類儀器設(shè)備。組建了3個(gè)實(shí)驗(yàn)分室:光信息處理與光電檢測(cè)技術(shù)分室、光電子器件技術(shù)分室、電光源技術(shù)分室。經(jīng)過(guò)7年的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)實(shí)踐,逐步形成較為系統(tǒng)的教學(xué)體系、先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

(1)有機(jī)整合、獨(dú)立開課,構(gòu)建了模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

打破基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立分塊,實(shí)驗(yàn)從屬于理論課的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,將光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的實(shí)驗(yàn)組成一個(gè)有機(jī)整體,獨(dú)立開課,構(gòu)建模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

(2)改革教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),大幅增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

光電信息與技術(shù)實(shí)驗(yàn)共108學(xué)時(shí)。由于多門實(shí)驗(yàn)有機(jī)整合為一門課,總課時(shí)增加,課程之間內(nèi)容相互融合、滲透。因此,可以開設(shè)足夠數(shù)量的高質(zhì)量的綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系,把學(xué)科最新發(fā)展成果和科研成果引入教學(xué),形成良性互動(dòng),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合。結(jié)合企業(yè)需要,我們開設(shè)了“電子鎮(zhèn)流器電參數(shù)測(cè)量”“光源光強(qiáng)角分布測(cè)量”“光源色溫測(cè)量”“光電顯示面板亮度均勻性測(cè)量”“光致發(fā)光及熒光粉相對(duì)亮度測(cè)量”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.重視師資隊(duì)伍建設(shè),打造合理的人才梯隊(duì)

開辦新專業(yè)僅有好的課程設(shè)置和合理的實(shí)驗(yàn)室配置是不夠的,還需要有優(yōu)良的師資隊(duì)伍建設(shè)。從2002年起,我系就注意引進(jìn)光電人才,共吸收了兩名分別為L(zhǎng)ED照明和光學(xué)層析成像專業(yè)的博士后,還有2名光學(xué)專業(yè)的博士,多名光學(xué)專業(yè)碩士。新生力量的加入充實(shí)了教師隊(duì)伍,加強(qiáng)了科研的實(shí)力。另外,我們還注重在職教師的學(xué)術(shù)進(jìn)修。這幾年,通過(guò)在職攻讀學(xué)位和利用訪學(xué)得到提高的教師有十幾人,取得博士學(xué)位的有5人,還在攻讀博士的有3人,攻讀碩士的有2人。加強(qiáng)與國(guó)外的合作,幾年來(lái),派出3名教師到美國(guó)和臺(tái)灣等地的高校進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問(wèn)和交流。也通過(guò)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)名校的專家來(lái)校舉行學(xué)術(shù)講座。整個(gè)專業(yè)教師隊(duì)伍呈現(xiàn)高學(xué)歷、高職稱的態(tài)勢(shì),以中青年為主力的科研梯隊(duì)充滿活力。

4.重視實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生的專業(yè)技能

這幾年,我們重視學(xué)生實(shí)習(xí)基地的建設(shè),與對(duì)口的企業(yè)建立了良好的關(guān)系。另外,我們利用佛山與廣州、深圳、中山等地路程不遠(yuǎn),交通便利的優(yōu)勢(shì),組織或鼓勵(lì)學(xué)生參加光電照明等博覽會(huì),讓學(xué)生多接觸專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。

嚴(yán)格把握畢業(yè)論文的選題,鼓勵(lì)選擇應(yīng)用型課題,讓學(xué)生盡早參與教師的科研課題。比如,“基于LABVIEW的多路LED老化測(cè)量系統(tǒng)”“用脈沖光聲技術(shù)測(cè)量吸收系數(shù)”“太陽(yáng)能LED照明燈的設(shè)計(jì)”等課題,是學(xué)生在大學(xué)三年級(jí)時(shí)就開始參與到指導(dǎo)教師的科研工作中完成的。

四、專業(yè)建設(shè)效果

畢業(yè)論文的質(zhì)量有一定的提高,緊密結(jié)合光電專業(yè)方向,每年都有一定數(shù)量的論文具有創(chuàng)新性和應(yīng)用價(jià)值。比如,09屆畢業(yè)生的論文中“大功率白光LED開關(guān)穩(wěn)流電源的設(shè)計(jì)”“排線順序正確性的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等論文獲得了優(yōu)秀畢業(yè)論文。

最近幾年,每年都有多名畢業(yè)生被國(guó)興光電、滕龍光學(xué)有限公司等企業(yè)錄用。根據(jù)畢業(yè)生質(zhì)量跟蹤的結(jié)果顯示,我們的一些畢業(yè)生在企業(yè)里能吃苦、肯鉆研、表現(xiàn)良好,得到了重用,在企業(yè)的技術(shù)崗位上作出了一些成績(jī)。另外,我們?cè)诳佳蟹矫嬉踩〉脛倮?如今年32名光信息專業(yè)畢業(yè)生中,有7名同學(xué)考上中山大學(xué)、華南師范大學(xué)、暨南大學(xué)和廣東工業(yè)大學(xué)等高校的研究生。

近3年來(lái),我們培養(yǎng)的學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”“廣東省大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽”等各類競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)18項(xiàng),75人次獲獎(jiǎng)。通過(guò)競(jìng)賽,學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中,有效提高了他們的綜合素質(zhì)。

五、思考與建議

經(jīng)過(guò)7年的建設(shè)實(shí)踐,我們有過(guò)教訓(xùn),也取得一些經(jīng)驗(yàn),總結(jié)如下:

(1)合理動(dòng)態(tài)地更新教學(xué)內(nèi)容,淘汰已經(jīng)過(guò)時(shí)的內(nèi)容,特別體現(xiàn)在專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上。

(2)要建設(shè)有特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,推行模塊化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,有助于學(xué)生針對(duì)就業(yè)意向來(lái)選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。

(3)不足。專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的熟練使用是當(dāng)今很多光學(xué)企業(yè)在招聘技術(shù)人員時(shí)強(qiáng)調(diào)的條件。如ZEMAX、Lighttools、Tracepro等,我們還沒(méi)有開設(shè)相關(guān)的課程來(lái)介紹這類軟件的使用。但我們已經(jīng)在09級(jí)的人才培養(yǎng)方案中加入《科研訓(xùn)練》環(huán)節(jié),實(shí)施導(dǎo)師制,讓學(xué)生提前進(jìn)入老師的科研項(xiàng)目,為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。

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第4篇：信息光學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞 光學(xué)工程專業(yè)碩士；教學(xué)體系；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

中圖分類號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）03-0140-03

Establishment of Experimental Teaching System and Laboratory Construction for Optical Engineering Professional Master Degree//Zhao Songqing， Jiao Zhiyong

Abstract In this paper， based on the practice of experimental teaching system and the laboratory construction for optical engineering professional master degree， we put forward a new experimental teaching system for the cultivation of high quality of excellent creative talents who will work for related enterprises and research institutions of photoelectric and marine resource. We also raise the teaching system which is of the characteristic of theoretical teaching tightly combined with experiment and core of the ability training for the optical engineering professional master degree. We tried to set up some of the preliminary related experiments.

Key words optical engineering professional master； teaching system； laboratory construction

目前，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已從傳統(tǒng)的無(wú)線電波向光頻波段擴(kuò)展，現(xiàn)代光學(xué)工程技術(shù)已擴(kuò)展和滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的每一個(gè)領(lǐng)域，可以預(yù)計(jì)，本世紀(jì)是光和電并存發(fā)展的時(shí)代。近年來(lái)，我國(guó)多所重點(diǎn)大學(xué)和部分普通高校相繼設(shè)立光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)。根據(jù)該專業(yè)的特點(diǎn)，一般將其設(shè)置在物理學(xué)院（物理系、理學(xué)院）或電子信息學(xué)院（光電信息系、電子工程學(xué)院）。中國(guó)石油大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)是經(jīng)教育部批準(zhǔn)，于2010年在理學(xué)院中新設(shè)置的一個(gè)碩士點(diǎn)專業(yè)。該專業(yè)旨在培養(yǎng)光學(xué)技術(shù)在石油領(lǐng)域應(yīng)用的創(chuàng)新型人才，應(yīng)用面廣、實(shí)踐性強(qiáng)。鑒于本專業(yè)大多數(shù)學(xué)生來(lái)自非石油院校，對(duì)光學(xué)技術(shù)在石油領(lǐng)域的應(yīng)用不了解不熟悉，同時(shí)缺乏相關(guān)的石油的勘探開發(fā)煉制和儲(chǔ)運(yùn)的背景知識(shí)，因此，建立石油領(lǐng)域相關(guān)的光與油氣實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)體系尤為重要。專業(yè)實(shí)驗(yàn)課在專業(yè)人才培養(yǎng)中，特別在提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力以及科技創(chuàng)新能力上起著至關(guān)重要的作用[1-3]。本文將研究中國(guó)石油大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)碩士學(xué)位實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路及內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室的具體建設(shè)情況以及今后要做的工作。

1 光學(xué)工程專業(yè)碩士實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

本專業(yè)建設(shè)初期，走訪天津大學(xué)、南開大學(xué)、北京交通大學(xué)、北京郵電大學(xué)、山東大學(xué)等兄弟院校，考察他們的專業(yè)培養(yǎng)方向、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等。由于各校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)與師資情況各不相同，各校的服務(wù)對(duì)象以及地理位置、招生情況也不盡相同，使得各高校在該專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和專業(yè)方向上各有特色。在借鑒兄弟院校建設(shè)該專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校特色，經(jīng)多次討論研究，制訂中國(guó)石油大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)碩士的培養(yǎng)方案，在此基礎(chǔ)上，初步建立光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)體系。

1.1 光學(xué)工程專業(yè)碩士培養(yǎng)方向的確定

中國(guó)石油大學(xué)為教育部直屬的石油特色鮮明的全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)，因此，人才培養(yǎng)目標(biāo)是：1）為光電類高新技術(shù)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)培養(yǎng)優(yōu)秀人才；2）為海洋資源部門包括中海油等石油石化企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

基于以上目標(biāo)，在光學(xué)工程專業(yè)碩士下設(shè)置兩個(gè)選修方向，其一是“光檢測(cè)技術(shù)”，課程設(shè)置以光電信息與檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用等為主，其就業(yè)面向光電高新技術(shù)企業(yè)、顯示設(shè)備制造企業(yè)，兼顧石油系統(tǒng)的測(cè)井行業(yè)；其二是“海洋光學(xué)儀器與應(yīng)用”，課程設(shè)置以海洋光學(xué)與海洋光學(xué)儀器、遙感技術(shù)與應(yīng)用、激光測(cè)量技術(shù)、軍用光電系統(tǒng)等為主，其就業(yè)面向海洋資源探測(cè)機(jī)構(gòu)，以及海洋石油勘探與開發(fā)企業(yè)和國(guó)防部門。

1.2 光學(xué)工程專業(yè)碩士實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

根據(jù)本專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)特性，并根據(jù)學(xué)校本專業(yè)課程設(shè)置情況，該專業(yè)可分為激光原理與技術(shù)、光信息技術(shù)、光電子技術(shù)、光通信技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)、光顯示與存儲(chǔ)技術(shù)、T赫茲光譜技術(shù)、海洋光學(xué)技術(shù)等8個(gè)方面的內(nèi)容，見圖1。專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系的設(shè)立與設(shè)計(jì)圍繞這8個(gè)方面進(jìn)行，形成8個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，做到與理論教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，既服務(wù)于理論教學(xué)，又是對(duì)理論教學(xué)的補(bǔ)充和提高。

為便于管理和教學(xué)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題的能力，在實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)中，擬將以上8個(gè)模塊的內(nèi)容融合為4門實(shí)驗(yàn)課程：光信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括信息光學(xué)技術(shù)、光通訊技術(shù)）、光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括激光原理與技術(shù)、光電子技術(shù)）、光電檢測(cè)與顯示技術(shù)實(shí)驗(yàn)（包括光電檢測(cè)技術(shù)、光顯示與存儲(chǔ)技術(shù)）、海洋光學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)（包括激光光譜技術(shù)、海洋光學(xué)技術(shù)）。其中前2門實(shí)驗(yàn)課程是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修實(shí)驗(yàn)，后2門實(shí)驗(yàn)課程為兩個(gè)專業(yè)選修方向的選修實(shí)驗(yàn)。后2門實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生在選做時(shí)完成每部分必選實(shí)驗(yàn)后，可以交叉選做另一專業(yè)方向的實(shí)驗(yàn)，以充分利用現(xiàn)有資源，培養(yǎng)復(fù)合型人才。

建立專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程還必須兼顧專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)、功能和培養(yǎng)目標(biāo)。本專業(yè)實(shí)驗(yàn)是建立在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，主要從專業(yè)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能兩個(gè)方面訓(xùn)練學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，為畢業(yè)論好準(zhǔn)備工作，從而為繼續(xù)深造和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。圍繞4門實(shí)驗(yàn)課程，建立8個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，按照人才培養(yǎng)規(guī)律，設(shè)置3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系：層次一，專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；層次二，設(shè)計(jì)型/綜合型實(shí)驗(yàn)；層次三，研究型/創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容安排由淺入深，由基礎(chǔ)到創(chuàng)新，由單一知識(shí)點(diǎn)到系統(tǒng)的綜合的實(shí)驗(yàn)研究訓(xùn)練，構(gòu)成一個(gè)完整、科學(xué)、獨(dú)特的光信息科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，見圖2。

2 光學(xué)工程專業(yè)碩士實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

2008年，學(xué)校投資600余萬(wàn)元用于建設(shè)材料物理與化學(xué)學(xué)科，購(gòu)買太赫茲光譜檢測(cè)設(shè)備、光纖傳感設(shè)備、光譜與光電子檢測(cè)設(shè)備，這些設(shè)備在立足科研的同時(shí)又可用于光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)基于學(xué)校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、超聲實(shí)驗(yàn)室、演示實(shí)驗(yàn)室，初步建立光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)本專業(yè)部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)。下面是擬開設(shè)實(shí)驗(yàn)和需要購(gòu)買的設(shè)備。

2.1 光信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)本系列的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)信息采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)等方面的光學(xué)方法有深入的理解。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：1）全息照相，全息光柵制作；2）阿貝成像與空間濾波、θ調(diào)制；3）菲涅耳全息照相、相面全息、彩虹全息；4）全息高密度信息存儲(chǔ)、特征識(shí)別；5）傅里葉變換光譜實(shí)驗(yàn)；6）偏振光學(xué)實(shí)驗(yàn)；7）光纖偏振控制實(shí)驗(yàn)；8）基本光纖光學(xué)實(shí)驗(yàn)；9）Mach-Zehnder光纖干涉實(shí)驗(yàn)；10）波分復(fù)用（WDM）原理性實(shí)驗(yàn)；11）摻鉺光纖放大器原理性實(shí)驗(yàn)；12）光纖各種參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。其中有7項(xiàng)屬于第一層次的實(shí)驗(yàn)，5項(xiàng)屬于第二層次的實(shí)驗(yàn)。

2.2 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)本部分實(shí)驗(yàn)的開設(shè)使學(xué)生加深對(duì)光電子學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用的掌握。具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：1）光源基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)LD/LED特性研究；2）光電探測(cè)原理實(shí)驗(yàn)；3）CCD原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；4）光電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；5）光電定向?qū)嶒?yàn)；6）光電倍增管特性參數(shù)測(cè)量；7）磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；8）電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；9）聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；10）太陽(yáng)能電池原理性實(shí)驗(yàn)；11）激光器系列實(shí)驗(yàn)。其中第一層次實(shí)驗(yàn)7個(gè)，第二層次實(shí)驗(yàn)3個(gè)。

2.3 光電檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)

本部分為專業(yè)選修實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：1）光纖位移傳感器實(shí)驗(yàn)；2）光纖溫度傳感器實(shí)驗(yàn)；3）光纖壓力傳感器實(shí)驗(yàn)；4）光譜分析實(shí)驗(yàn)；5）液晶電光效應(yīng)與顯示原理；5）CCD系列實(shí)驗(yàn)。其中第二層次實(shí)驗(yàn)2項(xiàng)，第三層次實(shí)驗(yàn)4項(xiàng)。

3 下一步建設(shè)的設(shè)想

下一步建設(shè)的目標(biāo)是按照提出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系補(bǔ)充完善所缺實(shí)驗(yàn)設(shè)備，豐富各個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，出版光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教材，希望學(xué)校加大投資力度盡快完善實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件。

1）在實(shí)驗(yàn)室硬件方面的建設(shè)中，繼續(xù)完善、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完善激光原理與技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，完善光電檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，完善光顯示與存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，完善激光光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K以及海洋光學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。并籌建光信息技術(shù)軟件模塊，建設(shè)光學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，完成對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)與CAD課程的支撐。

2）通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。按照校級(jí)實(shí)驗(yàn)室的要求，建設(shè)光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位實(shí)驗(yàn)室，合理安排不同層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，優(yōu)化驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)對(duì)原理的體現(xiàn)，加大設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)思考的力度，強(qiáng)化綜合型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的針對(duì)性，做到因材施教。

3）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)室信息化平臺(tái)，包括實(shí)驗(yàn)室總體介紹、課程體系及大綱、每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施計(jì)劃、試題庫(kù)、相關(guān)多媒體課件、典型教案、網(wǎng)上選課系統(tǒng)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)及儀器設(shè)備的管理實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，有效地提高工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)培養(yǎng)方案確定了光學(xué)工程專業(yè)學(xué)位實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，即開設(shè)4門實(shí)驗(yàn)課程，包含8個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，分為3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。利用學(xué)校已有的科研實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備，初步建設(shè)了光學(xué)工程技術(shù)專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室具有基礎(chǔ)性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)具有綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能夠部分滿足學(xué)生的需求，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，為鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力提供很好的實(shí)踐基地，為學(xué)生繼續(xù)深造和參加工作打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]李葉芳，于清旭，王曉旭，等.光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，22（8）：110-112.

第5篇：信息光學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞： 相位恢復(fù)算法； 數(shù)字水?。?全息圖二值化； 盲檢測(cè)

中圖分類號(hào)： TN919?34； O438 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）16?0085?04

0 引 言

數(shù)字水印技術(shù)是信息安全研究領(lǐng)域的重要分支，已成為目前數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)研究的熱點(diǎn)?；谛畔⒐鈱W(xué)理論的數(shù)字水印技術(shù)具有高魯棒性、大容量、高加密維度、高處理速度等特點(diǎn)，近年來(lái)得到廣泛關(guān)注與重視[1?6]。2002年，日本學(xué)者Takai和Mifune最早提出利用全息技術(shù)，將二維數(shù)字全息圖作為待嵌入的水印信息的方法[7]。Chang等改進(jìn)了這個(gè)方法，提出在離散余弦變換域嵌入數(shù)字全息圖的技術(shù)[8]，實(shí)驗(yàn)表明全息水印具有良好的抗剪切能力。陳大慶等提出了基于相位恢復(fù)和數(shù)字全息技術(shù)的圖像水印方法[9]，該方法采用相位恢復(fù)算法將得到高對(duì)比度的全息圖，具有很好的穩(wěn)健性。

以上方案嵌入的全息圖均為灰度圖，信息量較大。相同條件下，在宿主圖像中嵌入的水印信息量越大，水印的透明性和魯棒性就會(huì)相對(duì)越差。因此為了減少嵌入信息量，進(jìn)一步提高全息水印的實(shí)用性，2011年，李國(guó)明等提出在計(jì)算出數(shù)字全息圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)全息圖進(jìn)行二值化，將二值化后的全息圖作為水印嵌入載體圖像中[10]。但由于直接對(duì)全息圖二值化，對(duì)全息圖本身是一種破壞，損失了一定的全息信息，再現(xiàn)像質(zhì)量有所下降。在上述方案的基礎(chǔ)上，本文提出一種基于相位恢復(fù)算法的計(jì)算全息圖二值化改進(jìn)方法。該方法采用相位恢復(fù)算法將水印信息編碼為虛擬入射物波的純相位函數(shù)，同模擬參考光波發(fā)生干涉，得到對(duì)比度很高的計(jì)算全息圖，二值化后作為待嵌入的水印信息。仿真實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)方法具有更好的魯棒性。

1 計(jì)算全息圖二值化

1.1 傳統(tǒng)傅里葉計(jì)算全息圖二值化

將水印圖像的灰度值[m（x，y）]作為物光波的振幅，并通過(guò)一個(gè)[-π，π]范圍內(nèi)的隨機(jī)相位模板調(diào)制，以達(dá)到平滑傅里葉譜的目的。物光波復(fù)振幅為：

[o（x，y）=m（x，y）exp[iφ（x，y）]] （1）

其傅里葉變換為：

[O（ξ，η）=o（x，y）exp[-2πi（ξx+ηy）]dxdy] （2）

然后同參考光相干涉，設(shè)參考光表達(dá)式為：

[R（ξ，η）=R0exp[2πi（aξ+bη）]] （3）

式中a，b是空間頻率， 決定參考光波的傳播方向。相干后的光場(chǎng)分布為：

[H（ξ，η）=O（ξ，η）+R（ξ，η）2=O（ξ，η）2+R（ξ，η）2+ O*（ξ，η）R（ξ，η）+O（ξ，η）R*（ξ，η）] （4）

式中，第一、二項(xiàng)為全息圖的暈輪光和中心亮點(diǎn)，對(duì)再現(xiàn)像的質(zhì)量有很大影響，可以通過(guò)計(jì)算參考光和物光的功率譜密度加以去除。

[H（ξ，η）=O*（ξ，η）R（ξ，η）+O（ξ，η）R*（ξ，η）] （5）

式（5）可用來(lái)恢復(fù)原始像及共軛像，對(duì)[H（ξ，η）]進(jìn)行二值化，并制作二值全息圖。

全息圖的再現(xiàn)是用照明光的表達(dá)式與全息圖相乘，并通過(guò)傅里葉逆變換得到再現(xiàn)像的光強(qiáng)分布。為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)照明光波振幅為1，相位為0，傅立葉逆變換得到的重構(gòu)圖像為：

[oR（x，y）=H（ξ，η）exp[2πi（ξx+ηy）]dξdη] （6）

將式（3），式（5）代入式（6）就可以得到重構(gòu)光場(chǎng)為：

[oR（x，y）=o（x-a，y-b）+o*[-（x+a），-（y+b）]] （7）

適當(dāng)?shù)剡x擇a，b的值，使原始像和再現(xiàn)像分離。

圖1為128 pixel×128 pixel原始信息經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)傅里葉全息法得到的二值化全息圖及其再現(xiàn)像（經(jīng)二值處理），可以明顯看出，再現(xiàn)圖像質(zhì)量有所下降。

1.2 基于相位恢復(fù)算法計(jì)算全息圖以及全息圖二值化

相位恢復(fù)算法是一種通過(guò)已知光場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)確定相位分布的技術(shù)，包括GS算法、POCS算法、HIO算法等。GS算法的原理圖如圖2所示，通過(guò)在空間域和頻域之間進(jìn)行傅立葉正反變換來(lái)回迭代，并在空間域和頻域中分別應(yīng)用空間域和頻域約束限制條件，具體步驟概括為：

（1） 給定一個(gè)初始隨機(jī)相位[?（x0，y0）]（取值范圍為[-π，π]），乘以物光波振幅[m（x，y）]，構(gòu)成入射波復(fù)函數(shù)[f（x，y）]，并對(duì)[f（x，y）]做傅里葉變換，得到頻譜函數(shù)[F′（μ，ν）]。

（2）引入頻域限制條件，去除振幅信息，只保留[F′（μ，ν）]的相位部分[F（μ，ν）]，對(duì)其做傅里葉逆變換得到[f′（x，y）]。

（3）運(yùn)用空域約束條件，取[f′（x，y）]的相位部分與物光波振幅[m（x，y）]構(gòu)成新的入射波函數(shù)，并進(jìn)入下一次循環(huán)。

（4）重復(fù)以上過(guò)程，直到[f′（x，y）]與期望值[m（x，y）]的差異小于預(yù)設(shè)值為止。隨著迭代次數(shù)的增加，輸出函數(shù)逐漸收斂，最終得到所需要的相位信息。設(shè)最佳相位分布為[F（μ，ν）]，以上過(guò)程可用公式表示為：

[FT{m（x，y）exp（i?（x，y））}=F（μ，ν）=exp（jψ（μ，ν））] （8）

采用大小為128 pixel×128 pixel的黑白太極圖案，同等條件下，傳統(tǒng)傅里葉干涉全息和相位恢復(fù)法計(jì)算全息圖對(duì)應(yīng)的灰度直方圖如圖3所示，可發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法灰度值相對(duì)集中，相位恢復(fù)算法得到的全息圖灰度值分散且具有更高的對(duì)比度。所以經(jīng)過(guò)相位恢復(fù)算法后的二值全息圖比傳統(tǒng)傅里葉二值全息圖損失的信息量更少，大大提高了再現(xiàn)像的質(zhì)量。

圖4為相位恢復(fù)算法二值化全息圖和對(duì)應(yīng)的再現(xiàn)像?？梢悦黠@看出，該方法比傳統(tǒng)傅里葉二值全息圖的再現(xiàn)像質(zhì)量有很大改善。

2 全息水印的嵌入和提取

采用上文的二值全息圖作為待嵌入的水印信息，為了提高水印的抗壓縮能力，將水印嵌入在宿主圖像離散余弦變換（DCT）域中。DCT變換是正交實(shí)變換，它有良好的能量壓縮能，考慮到人眼對(duì)高頻成分的失真不太敏感，而壓縮、濾波等操作主要破壞高頻信息，將水印信息嵌入到宿主圖像DCT系數(shù)中低頻成分上。

2.1 嵌入算法

設(shè)原始載體圖像[X]是[N1×N2]像素的灰度圖像，水印圖像[H]是[M1×M2]像素的二值全息圖，水印嵌入原理圖如圖5所示。

具體的嵌入步驟如下：

（1）通過(guò)逐行掃描，將二值水印信息[H]轉(zhuǎn)化為一維水印序列[W]：

[W={w（i）=0 or 1 ， 0≤i

（2）采用Logistic方程產(chǎn)生混沌序列，對(duì)[W]進(jìn)行混沌置亂加密。消除了水印像素之間的空間相關(guān)性，并提高了水印的抗剪切能力。同時(shí)將Logistic方程的初始值作為密鑰，提高了水印的安全性。

在非線性系統(tǒng)中，混沌是普遍存在的現(xiàn)象，混沌序列具有對(duì)初始條件和微小擾動(dòng)的高度敏感性、非收斂性、非周期性、運(yùn)動(dòng)軌跡的遍歷性、隨機(jī)性和類似噪聲等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得混沌序列廣泛應(yīng)用于水印的加密。

最典型、應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)生混沌序列的方法是Logistic映射方法。Logistic映射形式定義如下：

[xk+1=μxk（1-xk）] （10）

式（10）中，初始值[x0∈（0 ，1）]且[x0≠0.25 ，0.5， 0.75]。當(dāng)[μ=4]時(shí)，系統(tǒng)工作于完全混沌狀態(tài)，[X]在[（0 ，1）]內(nèi)遍歷?；煦鐮顟B(tài)對(duì)初始值極其敏感，所以取不同的初值，可以得到不同的結(jié)果，將[x0]的取值作為密鑰。對(duì)于一維水印序列[W]，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)空間置亂：

①選取初始值[x0]，產(chǎn)生一個(gè)一維混沌序列[m（i）]，其元素個(gè)數(shù)為[M1 ×M2]的整數(shù)倍；

②將[m]序列按照公式（11）進(jìn)行預(yù)處理，使得[m]序列轉(zhuǎn)化為一個(gè)整數(shù)序列，且[m（i）∈[1 ， M1 ×M2]]；

[m（i）=ceilm（i）×M1 ×M2] （11）

③從[m]序列第一個(gè)元素開始，按照下述公式對(duì)水印序列置亂，其目的是根據(jù)[m]序列，將一維水印序列[W]中的對(duì)應(yīng)位置元素對(duì)調(diào)。

[a=W（i） ；W（i）=Wmodm（i） ， M1 ×M2+1； Wmodm（i） ， M1 ×M2+1=a] （12）

（3）將宿主圖像按照像素8×8分塊，并對(duì)各個(gè)分塊作DCT變換。

（4）利用Matlab軟件生成兩組取值較小、相關(guān)性很小且服從高斯分布的一維四位隨機(jī)序列[K1]，[K2]。

（5）分別計(jì)算原始載體圖像每個(gè)分塊的方差，根據(jù)方差的大小線性調(diào)整水印在各個(gè)分塊上的嵌入強(qiáng)度。逐個(gè)讀取置亂后的一維水印序列，若[w（i）=1]，嵌入[K1]；否則，嵌入[K2]，按照加法準(zhǔn)則將水印信息嵌入到各個(gè)分塊的中低頻系數(shù)上。

2.2 提取算法

水印提取就是水印嵌入的逆過(guò)程。首先，將含有水印的圖片8×8離散余弦變換，讀取嵌入水印部分的DCT系數(shù)；然后，分別檢測(cè)出其與[K1]，[K2]的相關(guān)性，比較大小，得到一維二值序列；最后，利用密鑰，反置亂，并最終還原為二維二值全息圖。通過(guò)傅里葉反變換或者光學(xué)再現(xiàn)，就可得到原始的水印信息。在提取全息水印時(shí)無(wú)需原始宿主圖像，實(shí)現(xiàn)了水印的盲檢測(cè)。

3 仿真實(shí)驗(yàn)

通過(guò)Matlab軟件仿真驗(yàn)證了本文所提出的全息二值水印方法的穩(wěn)健性，并且進(jìn)一步跟傳統(tǒng)傅里葉全息二值水印進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證該方法的優(yōu)越性。

3.1 水印的嵌入和提取

采用上文制作的128 pixel×128 pixel太極圖案的相位恢復(fù)算法二值全息圖作為待嵌入的水印信息。宿主圖像采用512 pixel×512 pixel的灰度Lena圖，如圖6（a）所示。圖6（c）為相位恢復(fù)算法的二值全息圖，進(jìn)行混沌置亂后嵌入宿主圖像DCT域的中低頻區(qū)域，圖6（b）為嵌入水印后的圖像。圖6（d）為提取的二值全息圖，通過(guò)計(jì)算機(jī)或光學(xué)全息再現(xiàn)可得到清晰的原始信息，如圖6（e）所示。

3.2 與傳統(tǒng)傅里葉全息二值水印的對(duì)比試驗(yàn)

為了驗(yàn)證相位恢復(fù)算法二值全息水印對(duì)各種圖像處理方法的抗攻擊能力，在相同的嵌入條件下與傳統(tǒng)傅里葉全息二值水印方法進(jìn)行對(duì)比。采用峰值信噪比（PSNR）來(lái)客觀評(píng)價(jià)嵌入算法對(duì)宿主圖像的影響。采用歸一化互相關(guān)系數(shù)（NC）定量衡量水印的原始信息和提取信息的相似度。

JPEG壓縮對(duì)比實(shí)驗(yàn)如圖7所示。圖7（a）～（c）是壓縮質(zhì)量分別為80，70，60時(shí)，傳統(tǒng)傅里葉全息二值水印法的水印再現(xiàn)像，圖7（d）～（e）是本文方法的水印再現(xiàn)像。表1是兩種方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)的PSNR和NC?？梢钥闯觯谙嗤度霔l件下，兩種方法的PSNR相近，說(shuō)明這兩種方法的JPEG壓縮效果相近，而本文提出方法的NC系數(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)傅里葉全息二值水印方法。

剪切對(duì)比實(shí)驗(yàn)。把含水印圖像分別切掉10%～40%，然后提取水印信息，結(jié)果如圖8所示。圖8（a）～（d）是傳統(tǒng)傅里葉全息圖二值水印法的結(jié)果，圖8（e）～（h）是本文全息二值水印法的結(jié)果。表2是兩種水印方法剪切對(duì)比實(shí)驗(yàn)中提取出的水印信息的歸一化互相關(guān)系數(shù)（NC）。可見本文方法具有更好的抗剪切能力。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了一種基于相位恢復(fù)算法的二值全息水印方法，該方法采用相位恢復(fù)算法得到高對(duì)比度全息圖，再將該全息圖二值化，大大減少了傳統(tǒng)傅里葉全息圖直接二值化造成的信息丟失，改進(jìn)了全息二值水印技術(shù)。在宿主圖像子塊離散余弦變換域的中低頻部分嵌入水印，由于水印是二值化的全息圖，因此具有較大的水印嵌入量。提取水印時(shí)無(wú)需原始宿主圖像參與，實(shí)現(xiàn)了盲檢測(cè)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，與傳統(tǒng)方法相比，本文方法具有更好的穩(wěn)健性。該方法能夠成為數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)的有效方案。

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第6篇：信息光學(xué)原理范文

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新意識(shí)；專業(yè)課教學(xué)；高校教育

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）14-0089-02

一、創(chuàng)新意識(shí)的含義

自同志提出“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”以來(lái)，“創(chuàng)新”已成為關(guān)乎中華民族偉大復(fù)興的最具時(shí)代特征的詞匯，“創(chuàng)新教育”已成為我國(guó)教育改革的主旋律。“進(jìn)行創(chuàng)新教育”、“培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)”作為當(dāng)前軍隊(duì)院校教學(xué)改革中頻繁出現(xiàn)的詞語(yǔ)，逐漸從一個(gè)術(shù)語(yǔ)名詞轉(zhuǎn)換為可以具體實(shí)施的教學(xué)實(shí)踐。怎樣的教育實(shí)踐才算是創(chuàng)新教育呢？這需要找到其內(nèi)涵才能真正運(yùn)用于教學(xué)中。

按照《漢語(yǔ)大辭典》解釋，創(chuàng)新是“創(chuàng)立或創(chuàng)造新的”。按照《常用新詞語(yǔ)詞典》的解釋，創(chuàng)新是“拋開舊的，創(chuàng)造新的”（記錄、局面、成績(jī)等）。如果只是將培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)簡(jiǎn)單地定位為培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)造新知識(shí)的意識(shí)，是不切實(shí)際的，知識(shí)是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐逐步增長(zhǎng)出來(lái)的，少有人能夠在短短的一生中能夠在某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)上多有建樹，因此教育中創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)不是簡(jiǎn)單的“創(chuàng)新”和“意識(shí)”兩個(gè)概念的簡(jiǎn)單融合。在高校教育中要求每個(gè)學(xué)員都具有高度的創(chuàng)新能力不太現(xiàn)實(shí)，但完全可以要求學(xué)校教育注重培育創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，通過(guò)各種教育形式，培養(yǎng)學(xué)員再次發(fā)現(xiàn)知識(shí)的探索精神，培養(yǎng)重新組合知識(shí)的綜合能力和準(zhǔn)備“首創(chuàng)前所未有”事物的創(chuàng)造意識(shí)和創(chuàng)造能力。

二、在專業(yè)課教學(xué)中開展創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的可行性分析

軍用光電工程、軍用光學(xué)儀器維修等專業(yè)的學(xué)員主要學(xué)習(xí)的課程包括光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、軍用光學(xué)儀器知識(shí)以及光電平臺(tái)系統(tǒng)綜合知識(shí)應(yīng)用的學(xué)習(xí)。粗看起來(lái)這些知識(shí)模塊的內(nèi)容是對(duì)現(xiàn)有光學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，沒(méi)有涉及到光學(xué)理論發(fā)展的前沿，不具備任何知識(shí)創(chuàng)新的可能，但是創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)不是只有站在學(xué)科發(fā)展前沿才能實(shí)現(xiàn)的。創(chuàng)新意識(shí)是一種意識(shí)形態(tài)，并不絕對(duì)地依賴于掌握知識(shí)的厚重程度，誰(shuí)能說(shuō)天真的孩童不具備創(chuàng)新意識(shí)呢？其所缺乏的僅僅是一種獲得高層次創(chuàng)新成果的能力，缺乏的是知識(shí)基礎(chǔ)。

軍隊(duì)院校的全日制學(xué)員來(lái)源主要兩個(gè)方面，一是所謂的直通車學(xué)員，每年從高考生中直接錄取的學(xué)員，一是國(guó)防生，地方大學(xué)從高考生中直接錄取的學(xué)員，培養(yǎng)四年后進(jìn)入軍隊(duì)院校再進(jìn)行一年左右的任職培訓(xùn)。這些學(xué)員接觸到專業(yè)課時(shí)的平均年齡在19歲到21歲之間，屬于自我意識(shí)正在逐步形成階段，接受能力強(qiáng)，可塑性好，對(duì)于創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)具有較高的接受度；其次，大部分學(xué)員在接觸專業(yè)課之前，得益于現(xiàn)代傳媒的高度發(fā)達(dá)，學(xué)員通過(guò)各種媒體形式對(duì)于紅外熱像儀、微光夜視儀、激光制導(dǎo)、激光測(cè)距儀等光電裝備都有一些淺顯的認(rèn)識(shí)，對(duì)于各種軍用光學(xué)儀器具有強(qiáng)烈的好奇心和高度的知識(shí)渴望，這種積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度使他們成為創(chuàng)新意識(shí)的良好受體；再次，在學(xué)校中學(xué)習(xí)的學(xué)員年齡較小，顧慮少，初生牛犢不怕虎，對(duì)于未知事物有著強(qiáng)烈的求知欲，雖未必正確，但其想法是海闊天空的，是創(chuàng)新意識(shí)的良好載體；最后，學(xué)校是體系性知識(shí)傳承的重要場(chǎng)所，是培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣、形成思維定式的重要階段，形成何種思維定式直接影響其進(jìn)入社會(huì)后的發(fā)展方向。

創(chuàng)新型人才不是天生的，更多地是依賴于后天培養(yǎng)，作為人才培養(yǎng)的重要陣地――院校教育，對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有極大優(yōu)勢(shì)。因此在本專業(yè)開展創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)是必要的，而且是完全可行的。

三、如何在光電工程專業(yè)課教學(xué)中展開創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)

創(chuàng)新意識(shí)是驅(qū)使個(gè)體進(jìn)行創(chuàng)造行為的心理動(dòng)機(jī)，沒(méi)有創(chuàng)新意識(shí)的人不可能進(jìn)行創(chuàng)造和發(fā)明。許多調(diào)查結(jié)論都指出，學(xué)員普遍具有創(chuàng)造潛能，在適當(dāng)?shù)慕逃?，它可能在每一學(xué)員身上發(fā)展和顯現(xiàn)。因此專業(yè)課教學(xué)中需要在厚重學(xué)員專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)員的天馬行空的創(chuàng)新意識(shí)。

1.創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。許多已知的事實(shí)告訴我們，世界上絕大多數(shù)的創(chuàng)造發(fā)明，都有原有事物的再次發(fā)現(xiàn)和重新組合，產(chǎn)生質(zhì)變后才表現(xiàn)為前所未有的創(chuàng)新，其本質(zhì)是有中生有，因此培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的同時(shí)要注重對(duì)知識(shí)傳承的強(qiáng)調(diào)，在已有傳承知識(shí)基礎(chǔ)上突出已有知識(shí)的新發(fā)展、新條件下對(duì)已有知識(shí)的新用途。

例如，同是對(duì)光速的測(cè)量，由于計(jì)時(shí)工具的粗糙，伽利略山間測(cè)速實(shí)驗(yàn)失敗，但是現(xiàn)在具有了精密的時(shí)鐘計(jì)量方法，同樣原理的實(shí)驗(yàn)卻能取得成功；測(cè)量長(zhǎng)距離使用的工具從米尺――光學(xué)測(cè)距機(jī)――激光測(cè)距機(jī)發(fā)展過(guò)來(lái)，其原理各不相同，分別是參照物――人眼的生理功能――因光速的恒定可測(cè)時(shí)求距離，但卻完成同樣的任務(wù)……不勝枚舉，均可通過(guò)各種問(wèn)題的設(shè)定培養(yǎng)學(xué)員問(wèn)為什么的良好創(chuàng)新意識(shí)。從光學(xué)測(cè)距機(jī)的測(cè)量精度隨距離增加而降低，到激光測(cè)距機(jī)無(wú)視遠(yuǎn)近在有效測(cè)量范圍內(nèi)保持±5m測(cè)距精度；對(duì)景物的觀察從人眼可見的場(chǎng)景到人眼不可見紅外、紫外圖像，交叉學(xué)科的發(fā)展促進(jìn)了光學(xué)學(xué)科的進(jìn)步，因此在對(duì)學(xué)員培養(yǎng)過(guò)程中要將學(xué)員的眼光從本學(xué)科局限中超脫出來(lái)。

2.探索精神培養(yǎng)?？茖W(xué)是知識(shí)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)科學(xué)并不是為了記憶和背誦真理，而是為了認(rèn)識(shí)和不斷更新真理，教學(xué)中強(qiáng)調(diào)的應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程，而不是簡(jiǎn)單地獲取結(jié)果；要結(jié)合課程教學(xué)進(jìn)行知識(shí)探源，把握其發(fā)展變化趨勢(shì)；要讓學(xué)員深刻感受到，任何科學(xué)知識(shí)都是人類艱苦努力不斷探索的結(jié)晶，以此弘揚(yáng)科學(xué)人文精神；要鼓勵(lì)學(xué)習(xí)中的探究和懷疑，凡事多問(wèn)幾個(gè)為什么。

例如，在探索光的本質(zhì)的過(guò)程中，經(jīng)歷了波動(dòng)性和粒子性爭(zhēng)執(zhí)風(fēng)波，粒子性占上風(fēng)――波動(dòng)性成為主旋律――新的粒子性又重新出來(lái)，到目前達(dá)成了光的波粒二象性的暫時(shí)的共識(shí)，但光本質(zhì)究竟是什么，現(xiàn)在還在探索之中；在擴(kuò)展人類視覺(jué)能力的追求當(dāng)中，為了看見遙遠(yuǎn)的遠(yuǎn)方目標(biāo)、看清細(xì)微的細(xì)菌，反復(fù)組合光學(xué)元件，發(fā)明了一系列望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等可見光儀器……光學(xué)的發(fā)展一波三折，走過(guò)了許多彎路，惠更斯、普朗克們?cè)谔岢鲂录僬f(shuō)時(shí)都受到了權(quán)威人士主流思想的阻礙，通過(guò)教員有意識(shí)的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)員“大膽假設(shè)、小心求證”的學(xué)術(shù)思想，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，并勇于去深入研究。在教學(xué)中堅(jiān)持對(duì)知識(shí)再次發(fā)現(xiàn)的探索式學(xué)習(xí)觀念，本身就是一種科學(xué)精神。它要求學(xué)員不盲目接受和被動(dòng)記憶課本或教員傳授的知識(shí)，而是主動(dòng)地進(jìn)行自我探索，把學(xué)習(xí)過(guò)程變成一種再次發(fā)現(xiàn)人類以往積累的知識(shí)的參與式活動(dòng)。

3.綜合能力培養(yǎng)。需求推動(dòng)創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)是創(chuàng)新的不可或缺的重要步驟，例如，人們?yōu)榱藢⒚利惖乃查g留下，最初是畫家手繪，速度慢，再現(xiàn)性不好，傳統(tǒng)照相機(jī)出現(xiàn)了，能夠拍攝出一個(gè)側(cè)面的景物，代表了幾何光學(xué)文明的較高成就，為了能夠全方位地記錄景物或人物，全息攝像出現(xiàn)了，信息光學(xué)大行其道；為了能夠馬上看到拍攝結(jié)果，數(shù)碼相機(jī)出現(xiàn)了，試想能夠拍攝出全息照片的數(shù)碼相機(jī)還會(huì)遠(yuǎn)嗎？如何實(shí)現(xiàn)呢？有創(chuàng)新熱情的人會(huì)去深入地學(xué)習(xí)、分析、提煉的。學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)比學(xué)會(huì)知識(shí)更加重要，人類文明幾千年來(lái)的知識(shí)浩淼如海，不可能在有限的生命中學(xué)會(huì)，因此教學(xué)中綜合能力的教學(xué)更加重要的培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)會(huì)分析，學(xué)會(huì)提取精華。

四、教員如何進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)教學(xué)

我軍裝備的光電儀器集中了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)等專業(yè)知識(shí)。學(xué)員在第五學(xué)期開始接觸專業(yè)課的學(xué)習(xí)時(shí)已具備了高等數(shù)學(xué)、電工電子、機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)編程等基礎(chǔ)知識(shí)，在專業(yè)課教學(xué)中學(xué)員必然優(yōu)先掌握的課程就是應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、光電技術(shù)，這些知識(shí)儲(chǔ)備完成光到電的轉(zhuǎn)換，為其他課程的學(xué)習(xí)奠定了必要的理論基礎(chǔ)。雖然軍用光電裝備有百余種，結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，但是萬(wàn)變不離其宗，因此正確的學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)在課程教學(xué)中就十分重要且必要。

光電裝備的教學(xué)目的不僅僅是教會(huì)學(xué)員現(xiàn)役光電裝備的原理、構(gòu)造與維修，更重要的是教給學(xué)員一種思想，一種意識(shí)，一種能夠自己設(shè)計(jì)和分析裝備的能力，當(dāng)學(xué)員面對(duì)新型號(hào)光電裝備時(shí)具有自主分析的能力，對(duì)于新裝備的研制能夠提出可行的基于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新想法。因此教員的任務(wù)就是以呈現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)情景、活動(dòng)情景等方式來(lái)呈現(xiàn)學(xué)習(xí)任務(wù)，啟動(dòng)并組織學(xué)員的學(xué)習(xí)活動(dòng)。創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)需要將課堂教學(xué)從教員“講”變?yōu)閷W(xué)員“學(xué)”，形成以學(xué)員為主體，教員為主導(dǎo)的教學(xué)模式，學(xué)員的學(xué)習(xí)活動(dòng)成為課堂的主要活動(dòng)，教員的主要作用是把學(xué)員的學(xué)習(xí)活動(dòng)啟動(dòng)起來(lái)，組織起來(lái)，使他們能夠緊張、高效地投入學(xué)習(xí)，并在學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程中，了解學(xué)員的學(xué)情，提供適時(shí)而有效的支持和幫助，使各類學(xué)員都能按自己的特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造“前所未有”事物的能力。教員教學(xué)思路由重教轉(zhuǎn)向重學(xué)、重結(jié)果轉(zhuǎn)向重過(guò)程、重繼承轉(zhuǎn)向重創(chuàng)新、重知識(shí)轉(zhuǎn)向重能力，有目的、有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新興趣、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

五、結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新意識(shí)是創(chuàng)新型人才所必須具備的非智力因素，它是一種想象力，一種精神，一種對(duì)已有知識(shí)的升華和發(fā)展，需要知識(shí)奠基，因此重視創(chuàng)新教育必須是在傳承教育基礎(chǔ)之上，在進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的實(shí)踐過(guò)程中更要重視知識(shí)的傳承。在軍隊(duì)院校中進(jìn)行裝備教學(xué)過(guò)程中恰好具備了知識(shí)的傳承以及知識(shí)應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于學(xué)員創(chuàng)新意識(shí)的建立。

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第7篇：信息光學(xué)原理范文

摘要：工程教育認(rèn)證工作的開展必然推動(dòng)了高等院校的人才培養(yǎng)，在此背景下培養(yǎng)方案的建立和改進(jìn)對(duì)于促進(jìn)二者的關(guān)聯(lián)性和發(fā)展起到了不可或缺的作用。本文面向于工科院校分別從培養(yǎng)目標(biāo)、人才培養(yǎng)要求、質(zhì)量保障、知識(shí)體系和核心課程體系等方面探討了工程教育教W的現(xiàn)狀并給出改進(jìn)措施，以為工程教育的改革和發(fā)展提供參考思路。

關(guān)鍵詞：高等工程教育；工程教育認(rèn)證；培養(yǎng)方案制定；教育理念；課程體系

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）24-0165-02

一、引言

工程教育占中國(guó)高等教育專業(yè)設(shè)置、畢業(yè)生總量的三分之一。為促進(jìn)我國(guó)工程教育的改革，加強(qiáng)工程實(shí)踐教育，進(jìn)一步提高工程教育的質(zhì)量，為相關(guān)工程技術(shù)人才進(jìn)入工業(yè)界從業(yè)提供預(yù)備教育質(zhì)量保證，2005年以來(lái)工程教育認(rèn)證工作逐步在我國(guó)開展，相關(guān)教育專業(yè)以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩、全面推進(jìn)專業(yè)建設(shè)及改革，加速專業(yè)國(guó)際化進(jìn)程，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，切實(shí)提升學(xué)生收益[1]。工程認(rèn)證從一定程度上提高了現(xiàn)有高等教育的質(zhì)量體系，主要表現(xiàn)在其新穎的育人理念可為未來(lái)工程師“畢業(yè)生”提供通行國(guó)際的執(zhí)業(yè)資格。從以學(xué)生為本、目標(biāo)導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)等方面來(lái)衡量和推進(jìn)教育工作，改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)策略方式，通過(guò)反饋機(jī)制對(duì)專業(yè)設(shè)置不斷探索提高[2]。作為國(guó)際就業(yè)市場(chǎng)的“通行證”，目前幾乎所有相關(guān)院校都對(duì)參與工程教育認(rèn)證表現(xiàn)出空前的熱情。然而，在探索推進(jìn)專業(yè)認(rèn)證工作的過(guò)程中，高等院?；蚨嗷蛏俚拇嬖谝韵聨c(diǎn)問(wèn)題：①在可預(yù)期的未來(lái)所培養(yǎng)的人才與社會(huì)需求的銜接性、是否能夠反映區(qū)域特色尚需改進(jìn)。②人才培養(yǎng)模式過(guò)于單一，不能夠做到與時(shí)俱進(jìn)。③課程設(shè)置不足以支持相應(yīng)知識(shí)體系和畢業(yè)要求，缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程，在授課內(nèi)容方面應(yīng)強(qiáng)化專業(yè)背景等。針對(duì)這些問(wèn)題，本文從培養(yǎng)方案著手，分別以培養(yǎng)目標(biāo)、人才培養(yǎng)基本要求、質(zhì)量保障體系、知識(shí)體系和核心課程體系方面分析了當(dāng)前工程類院校專業(yè)情況，有針對(duì)性地提出了對(duì)專業(yè)建設(shè)及培養(yǎng)方案的建議。

二、培養(yǎng)方案分析

1.培養(yǎng)目標(biāo)。依據(jù)現(xiàn)有工科院校專業(yè)培養(yǎng)方案的內(nèi)容，目前各高校制定的培養(yǎng)目標(biāo)主要有以下問(wèn)題：①根據(jù)中國(guó)工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)2012年7月修訂的《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》培養(yǎng)目標(biāo)“應(yīng)能反映畢業(yè)生主要的就業(yè)領(lǐng)域、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及畢業(yè)后事業(yè)發(fā)展的預(yù)期”并且可以“檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度”，而目前很多高校的培養(yǎng)目標(biāo)比較虛化，這樣會(huì)導(dǎo)致檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度比較困難[3]。②各高校的培養(yǎng)目標(biāo)比較趨同，有些能很好反映學(xué)校的學(xué)科特色以及行業(yè)特點(diǎn)，但很少能夠反映學(xué)校的區(qū)域特色；再者，在培養(yǎng)目標(biāo)的定期評(píng)價(jià)和修訂方面，不能反映不同領(lǐng)域行業(yè)或企業(yè)（也可以是科研院所）專家的參與。③在培養(yǎng)目標(biāo)的公開性方面，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)明確培養(yǎng)目標(biāo)必須向社會(huì)有效公開，但部分高校網(wǎng)上找不到專業(yè)的培養(yǎng)方案，向社會(huì)有效公開方面有所欠缺。

2.人才培養(yǎng)基本要求。近年來(lái)隨著工程教育國(guó)際認(rèn)證工作在我國(guó)高校的全面展開，越來(lái)越多的高校在修訂畢業(yè)要求時(shí)參考了工程教育國(guó)際認(rèn)證的要求，對(duì)畢業(yè)要求進(jìn)行細(xì)化、量化，除了對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能的重視，也增加了對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力、運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)獲取信息能力、以及具有良好的質(zhì)量、安全、效益、環(huán)境、職業(yè)健康和服務(wù)意識(shí)等綜合能力的要求，但仍然有很多高校的畢業(yè)要求過(guò)于簡(jiǎn)單籠統(tǒng)，較難進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.質(zhì)量保障體系。各高校普遍都有相應(yīng)的規(guī)章制度來(lái)監(jiān)控教學(xué)過(guò)程、跟蹤畢業(yè)生以及根據(jù)各方反饋進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，但較少有根據(jù)畢業(yè)生的反饋信息形成分析報(bào)告，并根據(jù)各方反饋形成文檔形式的持續(xù)改進(jìn)報(bào)告。同時(shí)對(duì)于圍繞畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)到質(zhì)量點(diǎn)的有效性考查不足，對(duì)于實(shí)施情況的效果評(píng)價(jià)并沒(méi)有到位。在實(shí)踐教學(xué)方面對(duì)于教學(xué)實(shí)際內(nèi)容是否能支持畢業(yè)要求達(dá)成分析不足，往往不能反映部分同學(xué)的訓(xùn)練不足問(wèn)題。

4.知識(shí)體系和核心課程體系。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求課程體系設(shè)計(jì)有企業(yè)或行業(yè)專家參與[4]。然而盡管當(dāng)前一些高校在形式上讓部分專家擔(dān)任企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行授課，但在授課內(nèi)容方面過(guò)于偏重工程實(shí)際，造成學(xué)生重視工程技術(shù)類操作過(guò)程而忽略了其相關(guān)理論。在知識(shí)體系方面，以上海理工大學(xué)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)為例，學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)需涵蓋電路與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與應(yīng)用、信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與波等知識(shí)領(lǐng)域的核心內(nèi)容，專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)包括物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、光電子學(xué)、光電檢測(cè)、激光原理、信息光學(xué)、通信原理、工程圖學(xué)中至少4個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的核心內(nèi)容。同時(shí)在講授相應(yīng)專業(yè)基本知識(shí)領(lǐng)域和專業(yè)方向知識(shí)時(shí)，應(yīng)講授相關(guān)的專業(yè)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。根據(jù)我們對(duì)47個(gè)收集到的培養(yǎng)方案的分析，很多學(xué)校缺乏信號(hào)與系統(tǒng)知識(shí)領(lǐng)域的相關(guān)課程。應(yīng)積極探索這些核心課程的評(píng)級(jí)機(jī)制，因?yàn)榭茖W(xué)的課程評(píng)價(jià)方式是人才培養(yǎng)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的保證。但部分高校僅僅是設(shè)置了這些工程課程，所缺乏的評(píng)價(jià)機(jī)制不能夠切實(shí)讓這些外部專家在課程教育教學(xué)中充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

三、專業(yè)建設(shè)及培養(yǎng)方案改進(jìn)策略

根據(jù)以上分析發(fā)現(xiàn)的針對(duì)工程教育的一些共性問(wèn)題，我們對(duì)工科專業(yè)培養(yǎng)方案及專業(yè)建設(shè)提出以下建議。

1.培養(yǎng)目標(biāo)。增加對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的要求；增加對(duì)學(xué)生畢業(yè)后應(yīng)該具有能力的預(yù)期要求，促進(jìn)和加強(qiáng)這些要求和畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性；培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)更好反映學(xué)校的學(xué)科特色、行業(yè)特點(diǎn)以及學(xué)校的區(qū)域特色；培養(yǎng)目標(biāo)的制定應(yīng)有行業(yè)專家參與并有相關(guān)文字資料佐證；培養(yǎng)方案應(yīng)盡量做到網(wǎng)上公開。做好畢業(yè)生5年后情況跟蹤，為培養(yǎng)目標(biāo)的持續(xù)改進(jìn)提供有效的數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)研畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和社會(huì)責(zé)任承擔(dān)情況，合理規(guī)劃在校生培養(yǎng)目標(biāo)。

2.畢業(yè)要求。參考工程教育國(guó)際認(rèn)證的要求，對(duì)畢業(yè)要求進(jìn)行細(xì)化、量化；除了對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能的重視，也應(yīng)增加對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力、運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)獲取信息能力、以及具有良好的質(zhì)量、安全、效益、環(huán)境、職業(yè)健康和服務(wù)意識(shí)等綜合能力的要求。培養(yǎng)學(xué)生綜合利用以新興互聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)為代表的現(xiàn)代工具提高其模擬預(yù)測(cè)能力，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)深刻掌握和理解相關(guān)知識(shí)和技能的要求。面向全體學(xué)生對(duì)象，制定教學(xué)過(guò)程訓(xùn)練和考核規(guī)劃方案，做到公平公開。建立長(zhǎng)期有效與業(yè)界同行和社會(huì)公眾的溝通機(jī)制，及時(shí)解決工程問(wèn)題，在不同文化背景下加大不同類型的交流活動(dòng)，促進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的國(guó)際化。

3.質(zhì)量保障體系。建立有效的跟蹤和反饋機(jī)制，及時(shí)了解畢業(yè)生信息，進(jìn)而形成社會(huì)參與的各方常態(tài)評(píng)價(jià)。依據(jù)畢業(yè)生的反饋信息和評(píng)價(jià)意見，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

4.知識(shí)體系和核心課程體系。增加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類通識(shí)課程；在授課內(nèi)容方面增加專業(yè)導(dǎo)論課程相關(guān)的專業(yè)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀；注意增加知識(shí)領(lǐng)域的相關(guān)體系課程。注重理論聯(lián)系實(shí)際，從而能夠培養(yǎng)工程人才感受基礎(chǔ)理論是如何有效指導(dǎo)工程技術(shù)和實(shí)踐操作的過(guò)程。重視企業(yè)導(dǎo)師開展的實(shí)踐課程和課堂效果，實(shí)施有效的評(píng)價(jià)機(jī)制促進(jìn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的進(jìn)行過(guò)程。

5.理科類與工科類教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的共性與差異。目前各高校均比較重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，認(rèn)證過(guò)程對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和經(jīng)費(fèi)投入的要求很大程度上也是為了保證實(shí)踐環(huán)節(jié)的數(shù)量和質(zhì)量。理科類專業(yè)隊(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求并不比工科類專業(yè)低，但由于培養(yǎng)目標(biāo)的差異，兩者對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求還是各有側(cè)重的。工科培養(yǎng)的是工程型人才，應(yīng)加強(qiáng)和企業(yè)聯(lián)合的實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的訓(xùn)練；理科培養(yǎng)的是科研型人才，更注重動(dòng)手組裝和搭建實(shí)驗(yàn)的能力，應(yīng)加強(qiáng)和科研院所的聯(lián)系，從理解器件原理、設(shè)備原理及其關(guān)鍵注意事項(xiàng)著手訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)：

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[2]林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].工程教育前沿，2015，（2）.

第8篇：信息光學(xué)原理范文

中圖分類號(hào):TN919-34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)22-0117-03

Method of Curve Vector Data Compression Based on IWT and FCM

ZHANG Jun-lan1, WANG Yi2

(1. College of Information Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China;

2. Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

Abstract: The vector data compression has great significance in GIS data storage, network transmission and its application in mobile devices. A compression method based on the integer wavelet transform (IWT) and fuzzy C means (FCM) is proposed according to the analysis for the characteristic of curve vector data. The compressionscheme includes 3 steps: integer form of vector data, offset sequence processing with IWT and coding compression of transformed wavelet coefficients. The lossy coding of curve vector data was realized with the dictionary coding of FCM. Compared with other algorithms, this method has the characteristics of high compression ratio and less distortion.Keywords: spatial vector data; integer wavelet transform (IWT); FCM; dictionary encoding; SHP

對(duì)矢量化后的地形圖等進(jìn)行壓縮處理的過(guò)程稱之為空間矢量數(shù)據(jù)的壓縮。地圖數(shù)字化中矢量數(shù)據(jù)的壓縮主要包括各種地形圖要素的數(shù)據(jù)壓縮。等高線是地圖中最多的圖形要素,所以對(duì)矢量化后的地圖的數(shù)據(jù)壓縮主要是對(duì)曲線的壓縮,目前討論最多的也是曲線矢量數(shù)據(jù)的壓縮。在此針對(duì)矢量數(shù)據(jù)的壓縮問(wèn)題進(jìn)行研究。

傳統(tǒng)的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法的核心思想是從矢量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)集中運(yùn)用一定的算法抽取出最能體現(xiàn)矢量數(shù)據(jù)特征的子集。這類曲線矢量數(shù)據(jù)壓縮算法主要有:垂距限值法、角度限值法、Douglas-Peucker算法(Splitnig算法),以及黃培之提出的具有預(yù)測(cè)功能的曲線矢量數(shù)據(jù)壓縮方法等[1-3]。

近年來(lái),矢量數(shù)據(jù)的量化編碼壓縮算法的研究得到重視。鐘尚平等[4]根據(jù)平面矢量地圖文件的存儲(chǔ)特性,有機(jī)結(jié)合“無(wú)附加碼書”字典編碼方法,可逆并顯著地壓縮了矢量地圖。王立勝等[5]基于第二代小波變換理論實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間矢量數(shù)據(jù)的無(wú)損壓縮。黃越峰等提出了使用基于整數(shù)小波變換和FFEP編碼的曲線數(shù)據(jù)壓縮方法[6]。Kolesnikov等提出了鏈碼方法用于矢量數(shù)據(jù)壓縮[7]。

本文首次提出結(jié)合實(shí)際矢量數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和曲線矢量數(shù)據(jù)的特性,將浮點(diǎn)型的矢量數(shù)據(jù)坐標(biāo)值預(yù)處理成整型值表示的坐標(biāo)值之間的偏移量。進(jìn)而引入先進(jìn)的整數(shù)小波變換對(duì)整型的偏移量序列進(jìn)一步處理,分析變換后的小波系數(shù)的幅值,分布等特征后,采用了高效的基于模糊c均值聚類和字典法編碼方案進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的壓縮方法能夠達(dá)到較高的無(wú)損壓縮比。

1 矢量數(shù)據(jù)的整型化

矢量數(shù)據(jù)文件一般包括表示數(shù)據(jù)屬性和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的元信息和實(shí)際圖形的坐標(biāo)點(diǎn)序列,其中浮點(diǎn)型坐標(biāo)點(diǎn)序列占據(jù)了文件的絕大部分存儲(chǔ)空間。對(duì)矢量數(shù)據(jù)文件進(jìn)行壓縮主要是對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)序列進(jìn)行壓縮。

對(duì)于二維的平面矢量數(shù)據(jù),坐標(biāo)點(diǎn)序列由x坐標(biāo)序列和y坐標(biāo)序列組成。由于使用浮點(diǎn)型表示,每個(gè)坐標(biāo)值占用的存儲(chǔ)空間為8個(gè)字節(jié)。本文使用的是基于整數(shù)小波變換的壓縮方法,因此首先是將坐標(biāo)點(diǎn)序列用整型數(shù)表示。

由于同一曲線和多邊形實(shí)體的坐標(biāo)點(diǎn)序列是密集的和順序的,因此相鄰點(diǎn)間的坐標(biāo)值之差的變化范圍很小,可以用整型數(shù)來(lái)表示。對(duì)于由N個(gè)點(diǎn)序列([Xn,Yn],n=0,1,2,…,N-1)表示的曲線或多邊形實(shí)體,坐標(biāo)值整型化為([X′n,Y′n]n=0,1,2…N-1)過(guò)程如下:

步驟1: 記錄X0, Y0,令X┆0 ′ = 0,Y┆0 ′ = 0。

步驟2: 對(duì)于n=1,2,…,N-1,X′n=Xn-Xn-1Y′n=Yn-Yn-1。

步驟3: 已知Xn的最高精度為10-p,Yn的最高精度為10-q,則X′n=X′n×10p,Y′n=Y′n×10q。

2 整數(shù)小波變換及其在矢量數(shù)據(jù)壓縮中的應(yīng)用

2.1 整數(shù)小波變換

傳統(tǒng)的小波變換又稱為第一代小波變換,其變換過(guò)程主要是利用小波濾波器組對(duì)圖像行列分別濾波,進(jìn)行卷積運(yùn)算,由于都是實(shí)數(shù)域的變換,即使待分析信號(hào)本身是整數(shù)序列,相應(yīng)小波變換系數(shù)也是實(shí)數(shù)。由于數(shù)字圖像一般都是用整數(shù)表示,非常希望有一種“整數(shù)-整數(shù)小波變換”,將整數(shù)序列映射為整數(shù)小波系數(shù),并且這種映射是可逆的,具有這種性質(zhì)的小波變換稱為整數(shù)小波變換(IWT)。Sweldens等提出的提升(lifting)小波變換方法是一種新的小波變換工具,利用它可以不采用傅里葉變換作為主要分析工具,能夠很容易地構(gòu)造一般的整數(shù)小波變換[8]。

2.2 整數(shù)小波變換在曲線矢量數(shù)據(jù)壓縮中的應(yīng)用

整數(shù)小波變換可以將數(shù)據(jù)的絕大部分能量壓縮到低頻系數(shù)中,只有少部分在高頻系數(shù)中。利用整數(shù)小波變換的這個(gè)特性可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。近年來(lái)基于整數(shù)小波變換的圖像壓縮已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)[9]。

為了直觀說(shuō)明整數(shù)小波系數(shù)分布的特點(diǎn),本文對(duì)國(guó)家鐵路線曲線矢量數(shù)據(jù)(SHP格式)使用第1節(jié)中的整型化處理后,進(jìn)行了兩層整數(shù)小波變換分解,并對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析如圖1所示。

圖1 全國(guó)鐵路線曲線矢量數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)對(duì)圖2的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布圖和圖3的整數(shù)小波系數(shù)分布圖進(jìn)行對(duì)比,可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)經(jīng)整數(shù)小波變換后得到的小波系數(shù)在空間分布上聚集性更強(qiáng),大量的幅值分布在零附近,達(dá)到了去相關(guān)的目的,適合于采用高效的編碼壓縮方法。

圖2 整型化處理后的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布圖

圖3 數(shù)據(jù)點(diǎn)經(jīng)整數(shù)小波變換后的小波系數(shù)空間分布圖

3 基于整數(shù)小波變換(IWT)和模糊k-均值聚類的編碼壓縮方案

3.1 壓縮流程

使用IWT變換壓縮曲線矢量數(shù)據(jù)的原理是通過(guò)IWT變換將空間域的坐標(biāo)串變換為頻率域的小波系數(shù)序列,對(duì)系數(shù)序列進(jìn)行量化和編碼獲得壓縮數(shù)據(jù)流。在使用IWT變換前,將同一條曲線或者多邊形實(shí)體的矢量數(shù)據(jù)組成一個(gè)待壓縮子塊。對(duì)每個(gè)塊中的x和y坐標(biāo)序列使用第一節(jié)中整型化方法轉(zhuǎn)化成整型的偏移量序列。對(duì)得到的整型偏移 量序列進(jìn)行整數(shù)小波變換,得到小波系數(shù)序列。對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行編碼,得到壓縮后的矢量數(shù)據(jù)。壓縮流程如圖4所示。

圖4 IWT曲線矢量數(shù)據(jù)壓縮流程

3.2 整數(shù)小波系數(shù)編碼

由2.2節(jié)的統(tǒng)計(jì)分析可知,曲線矢量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)整型化和整數(shù)小波變換處理后得到的整數(shù)小波系數(shù)在空間分布上非常集中,大量的幅值集中在零附近。本文針對(duì)這個(gè)特點(diǎn),提出使用改進(jìn)的一維模糊c-均值聚類算法對(duì)整數(shù)小波系數(shù)進(jìn)行聚類,建立系數(shù)字典,將整數(shù)小波系數(shù)轉(zhuǎn)換為其所屬類均值對(duì)應(yīng)的字典索引,從而實(shí)現(xiàn)快速高效的編碼。

3.2.1 模糊c-均值聚類(FCM)

設(shè){xi,i=1,2,…,n}是n個(gè)樣本組成的樣本集合,預(yù)定類別數(shù)目c,mi,i=1,2,…,c為每個(gè)聚類的中心,μj(xi)是第i個(gè)樣本對(duì)于第j類的隸屬度函數(shù)。用隸屬度函數(shù)定義聚類損失函數(shù)Lμ:

L│ = ∑cj = 1∑ni = 1[μj (xi )]bdi 2j (1)

式中:di j = xi -mj 為第i個(gè)樣本與第j個(gè)聚類中心間的歐幾里得距離;b∈(1,∞)是可以控制聚類結(jié)果模糊程度的常數(shù)。

模糊c-均值方法[10]要求每個(gè)樣本對(duì)于各個(gè)聚類的隸屬度之和為1。Ъ匆滿足:

∑cj=1μj(xi)=1, i=1,2,…,n(2)

使用拉格朗日乘數(shù)法進(jìn)行推導(dǎo),可以得到使式(1)取極小值的必要條件:

mj=∑ni=1[μj(xi)]bxi/∑ni=1[μj(xi)]b(3)

μj (xi ) = 1/∑ck = 1(di j /dik )2/(b-1)(4)

由上述2個(gè)必要條件,模糊c-均值聚類算法是一個(gè)簡(jiǎn)單的迭代過(guò)程。算法步驟如下:

步驟1:設(shè)定聚類數(shù)目c和參數(shù)b。

步驟2:初始化各個(gè)聚類中心mi。

步驟3:根據(jù)式(4)計(jì)算隸屬度函數(shù)。如果小于掣霆確定的閾值,或相對(duì)上次隸屬度函數(shù)值的改變量小于某個(gè)閾值,算法停止。

步驟4:根據(jù)式(3)更新各類聚類中心。

3.2.2 使用FCM字典法對(duì)整數(shù)小波系數(shù)編碼

分別取出x方向的部分小波系數(shù)和y方向的部分小波系數(shù)當(dāng)做做樣本集合,使用3.2.1中的FCM算法分別得到x方向和y方向上的若干個(gè)聚類中心。由于整數(shù)小波系數(shù)是一維的,因此使用的是計(jì)算速度和收斂速度都很快的一維形式的FCM。

建立由聚類中心和對(duì)應(yīng)索引組成的字典。編碼時(shí),將小波系數(shù)轉(zhuǎn)換成其所屬聚類中心對(duì)應(yīng)的字典索引。字典索引的編碼長(zhǎng)度由聚類數(shù)目決定,若聚類數(shù)目為2n,則索引的編碼長(zhǎng)度為n位。

4 實(shí) 驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用了國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心下載的中國(guó)數(shù)字地理地圖數(shù)據(jù)SHP文件,包含中國(guó)國(guó)境線矢量數(shù)據(jù),中國(guó)境內(nèi)鐵路線、公路線、河流分布等矢量數(shù)據(jù)。采用本文的壓縮編碼方案和文獻(xiàn)11中直接對(duì)曲線矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類法壓縮方式[11]進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn),得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)bou1_4p.shpHydl_4p.shprai_4m.shproa_4m.shp

原始數(shù)據(jù)大小 /KB1 041 910754584

直接聚類法

壓縮后大小/KB133.5115.2101.981.1

壓縮比7.87.97.47.2

均方誤差16171615

最大誤差30313329

本文算法

壓縮后大小/KB65.959.149.939.7

壓縮比15.815.415.114.7

均方誤差9.28.99.18.6

最大誤差22212019

實(shí)驗(yàn)主要對(duì)比的性能指標(biāo):

(1) 壓縮比。原始矢量數(shù)據(jù)大小與壓縮編碼后的數(shù)據(jù)量的比值。

(2) 均方誤差(mean square error,MSE)和最大絕對(duì)誤差(maximum absolute error,MAE)。假設(shè)原始數(shù)據(jù)由M個(gè)點(diǎn)組成,每個(gè)點(diǎn)的值為Pi ,重建后的點(diǎn)為Pi′,那么MSE和MAE定義為:

MSE=1M∑M-1i=0(Pi-Pi′)2

MAE=max0≤i≤M-1{|xi-xi′|,|yi-yi′|}

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用本文的算法相比直接使用矢量數(shù)據(jù)的聚類算法能夠提高壓縮比并且能夠降低重建后的矢量數(shù)據(jù)的失真程度。

5 結(jié) 語(yǔ)

GIS地圖數(shù)據(jù)中的曲線或多邊形矢量數(shù)據(jù),其坐標(biāo)相鄰點(diǎn)間的坐標(biāo)值之差的變化范圍很小,可以用整型數(shù)來(lái)表示,并且坐標(biāo)點(diǎn)序列內(nèi)部存在很大的相關(guān)性。因此,可以通過(guò)對(duì)浮點(diǎn)型的坐標(biāo)點(diǎn)序列轉(zhuǎn)換成整型偏移量序列,再進(jìn)行整數(shù)小波變換和采用合適的編碼壓縮方案進(jìn)行此類矢量數(shù)據(jù)的壓縮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用本文的基于整數(shù)小波變換的曲線矢量數(shù)據(jù)壓縮方案,可以達(dá)到較高的壓縮比和較小的失真。在實(shí)際GIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)使用中,對(duì)壓縮解壓縮的速度也有很高的要求,如何在盡量不減少壓縮比的前提下最大化的降低計(jì)算的時(shí)間消耗有待進(jìn)一步的研究。

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