Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2572
Формирование информативного индекса для различения заданных объектов гиперспектральных данных
Статья научная
Работа посвящена разработке подхода, позволяющему по малому числу наблюдений создавать правила различения заданных объектов гиперспектральных данных. Разработка подобного подхода способствовала бы развитию методов и алгоритмов для оперативного анализа гиперспектральных данных, применимых как для предварительной обработки, так и для выполнения разметки гиперспектральных данных. Для реализации подхода предлагается применять технологию, заключающуюся в совместном использовании общих правил вычисления индексов и критериев информативности. В рамках данной работы при реализации предлагаемой технологии индекс задается нормализованной разностной формулой, а информативность оценивается на основе значения критерия разделимости дискриминантного анализа. В результате проведённых исследований, было показано, что с использованием алгоритма, реализующего технологию, была решена задача различения областей гиперспектральных данных с разной растительностью. Сформированный алгоритмом индекс оказался близким по значениям к NDVI. Применяемая технология является генерализацией подхода к формированию правил анализа гиперспектральных данных по малому числу признаков и может быть использована для формирования индексов, информативных в различных задачах.
Бесплатно
Статья научная
На основе модели системы со случайной скачкообразной структурой разработаны однострочный, комбинированный однострочный и двустрочный алгоритмы формирования классификационной карты подстилающей поверхности, проведено их исследование методом имитационного моделирования на ЭВМ. Эффективность алгоритмов, в том числе и по выделению границ участков с различным типом подстилающей поверхности, оценивалась при обработке реальных изображений когерентных локаторов по величине ошибки распознавания состояния.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен метод акустооптической мультиспектральной регистрации изображений, основанный на выборе наиболее информативных спектральных каналов и формировании многооконной функции пропускания акустооптического фильтра. Разработанный алгоритм позволяет выбрать сочетания спектральных каналов, которые обеспечивают высокий контраст для заданной совокупности объектов и фонов с известными спектрами. Метод апробирован экспериментально на примере контрастной визуализации 20 разных, но близких по цветовому тону пар объект-фон. Результаты эксперимента демонстрируют эффективность предложенного метода и алгоритма.
Бесплатно
Формирование лазерного излучения для создания наноразмерных пористых структур материалов
Статья научная
Определены зависимости угла поворота отрезка в фокальной плоскости, фокусного расстояния и длины фокального отрезка в зависимости от угла поворота подвижного фокусатора, представляющего собой зонное зеркало с рабочей поверхностью в форме гиперболического параболоида. Обоснована целесообразность его применения для реализации лазерного воздействия с целенаправленно изменяемым пространственным распределением мощности. При таком воздействии в приповерхностном слое твердокристаллического материала - латуни Л63 формируется наноразмерная пористая структура, представляющая собой слой, обогащенный медью.
Бесплатно
Формирование лазерных половинных пучков Пирси с помощью пространственного модулятора света
Статья научная
С помощью жидкокристаллического фазового пространственного модулятора света сформированы структурно-устойчивые лазерные половинные пучки Пирси (ПП-пучки), которые недавно были предложены авторами [Компьютерная оптика, Т. 38, № 2 (2014)]. Экспериментально показано, что ПП-пучки сохраняют свою структуру интенсивности с точностью до масштаба и поворота на 180 градусов, а также обладают свойством авто-фокусировки и восстанавливают картину интенсивности после частичного искажения с помощью амплитудного дефекта (свойство самовосстановления). Амплитуда и фаза ПП-пучка кодировались с помощью модернизированного двухфазного алгоритма. Обычное игнорирование амплитуды и использование только фазы приводит к бо́льшим искажениям ПП-пучка, чем использование двухфазного алгоритма кодирования.
Бесплатно
Статья научная
Методом частичного кодирования рассчитаны бинарные фазовые дифракционные оптические элементы, предназначенные для генерации лазерных пучков Эйри с различными характеристиками дифракционной эффективности и точности. По рассчитанным фазовым распределениям методом жидкостной фотолитографии изготовлены дифракционные оптические элементы с различным шагом дискретизации, которые были экспериментально исследованы и использованы для оптического захвата полистироловых шариков диаметром 5 мкм.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен основанный на проекционной литографии метод обработки тонких плёнок халькогенидных стёкол лазерными пучками со структурированным распределением поляризации для формирования спиралевидных микрорельефов. Для управления поляризацией исходного пучка использован пространственный модулятор света HOLOEYE LC 2012. Показано, что изменение контраста изображений масок, выводимых на дисплей модулятора, влияет на выпуклость/вогнутость формируемых профилей. Такой подход может быть эффективно использован для прямой лазерной записи более сложных нано-/микроэлементов, а также их массивов.
Бесплатно
Формирование массива полых пучков для осаждения и позиционирования микрочастиц
Статья научная
Описан метод расчёта дифракционных оптических элементов для формирования систем полых световых пучков. Представлены эксперименты по осаждению из водной взвеси микрочастиц массивами полых пучков для процесса их позиционирования.
Бесплатно
Формирование массива световых «бутылок», основанное на использовании суперпозиции пучков Бесселя
Статья научная
Предложена и исследована процедура расчёта фазовой функции дифракционных оптических элементов (ДОЭ), формирующих набор световых «бутылок». Предложенная процедура основана на использовании суперпозиции пучков Бесселя. Приведены результаты моделирования и натурных экспериментов.
Бесплатно
Формирование микрорельефа ДОЭ с использованием халькогенидных стеклообразных полупроводников
Статья
Бесплатно
Статья научная
Анализируется возможность формирования микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ) с использованием микроэлектронной технологии. Оцениваются предельно допустимые отклонения параметров микрорельефа ДОЭ исходя из технологических погрешностей, определяющих минимальные размеры пассивных элементов в микроэлектронике. Приводятся результаты численного эксперимента по оценке влияния технологических ошибок формирования микрорельефа на параметры ДОЭ.
Бесплатно
Формирование микрорельефа дифракционных оптических элементов с использованием полиимидных пленок
Статья научная
Предлагается метод формирования микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ) с использованием в качестве фоточувствительного слоя полиимидных пленок, как плазмостойких материалов. Исследуется возможность получения более высокого микрорельефа при меньших толщинах фоточувствительного слоя.
Бесплатно
Формирование микрорельефа с использованием халькогенидных стеклообразных полупроводников
Статья
Бесплатно
Формирование мод Гаусса-Эрмита с помощью бинарных ДОЭ. I. Моделирование и эксперимент
Статья
Бесплатно
Формирование мод Гаусса-Эрмита с помощью бинарных ДОЭ. II. Оптимизация апертурной функции
Статья научная
Рассмотрены различные типы апертур и освещающих пучков при эффективном формировании отдельных мод Гаусса-Эрмита с использованием фазовых бинарных элементов, пропускание которых равно знаковой функции соответствующего многочлена Эрмита. Показано, что введение в дифракционный оптический элемент дополнительных фазовых скачков позволяет частично компенсировать неточную подгонку апертуры или ее отсутствие. Такое введение дополнительных фазовых скачков можно назвать "мягкой" апертурой.
Бесплатно
Статья научная
В работе показано, что при фокусировке света с правой круговой поляризацией сразу за сферической линзой формируется оптический вихрь с топологическим зарядом 2 у двух поперечных проекций вектора напряженности электрического поля и оптический вихрь с топологическим зарядом 1 у продольной проекции электрического вектора. Это доказано тем, что при освещении линзы оптическим вихрем с топологическим зарядом –2 и правой круговой поляризацией в фокусе формируется распределение интенсивности в виде кольца и имеет место на оптической оси локальный максимум интенсивности. Этот максимум интенсивности на оптической оси и является результатом взаимной компенсации оптического вихря с топологическим зарядом –2, падающим на линзу, с оптическим вихрем с топологическим зарядом 2, который формируется после сферической линзы. Оптические вихри с зарядом 2 и –2, которые формируются в фокусе света с линейной поляризацией, ответственны за эллиптическую форму фокусного пятна, вытянутого вдоль вектора линейной поляризации.
Бесплатно
Статья научная
На основе использования разложения по плоским волнам в модификации Мансурипура с учётом коэффициентов пропускания Френеля показана возможность формирования протяжённой световой нити с уменьшенным поперечным размером для линейной поляризации освещающего пучка с помощью высокоапертурных бинарных аксиконов, не обладающих осевой симметрией. Показано, что уширение центрального светового пятна, которое неизбежно возникает при линейной поляризации освещающего пучка в высокоапертурных системах, можно компенсировать за счёт нарушения осевой симметрии аксикона. Для этого используется асимметрия, позволяющая перераспределить осевой вклад различных компонент электрического вектора так, чтобы продольная компонента имела на оптической оси максимальной значение, а поперечная - минимальное. Рассмотрены различные типы аксиконов, позволяющие достигать этой цели.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен новый вариант применения разработанной ранее оптической системы для формирования поляризационно-неоднородного лазерного излучения, основанный на суммировании двух пучков с круговой поляризацией. Один из пучков поляризован по правому кругу, а другой - по левому, причём пучки имеют фазовые сингулярности противоположных знаков. Для получения парных цилиндрических пучков высокого порядка рассчитаны и изготовлены соответствующие дифракционные оптические элементы (ДОЭ). Проведённые эксперименты показали улучшение качества формирования пучков.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается компьютерная система диагностики глазных заболеваний, которую для повышения качества диагностики предлагается дополнить алгоритмом формирования информативных признаков, с использованием методов дискриминантного анализа. Описан способ получения оценки информативности. При помощи классификации методом опорных векторов было проведено исследование, подтверждающее эффективность сформированных признаков для классификации изображений глазного дна. Алгоритм обладает достаточной степенью универсальности и может быть применён для повышения информативности любого набора признаков.
Бесплатно
Формирование признаков на основе методов вычислительной топологии
Статья научная
Использование традиционных методов алгебраической топологии для получения информации о форме объекта связано с проблемой формирования малого количества информации: чисел Бетти и характеристик Эйлера. Центральным инструментом топологического анализа данных является метод персистентной гомологии, который суммирует геометрическую и топологическую информацию в данных с использованием персистентных диаграмм и баркодов. На основе методов персистентной гомологии может быть выполнен анализ топологических данных для получения информации о форме объекта. Построение персистентных баркодов и персистентных диаграмм в вычислительной топологии не позволяет построить гильбертово пространство со скалярным произведением. Возможность применения методов топологического анализа данных основана на отображении персистентных диаграмм в гильбертово пространство; одним из способов такого отображения является метод построения персистентного ландшафта. Его преимущества заключаются в том, что он обратим, поэтому он не теряет никакой информации и имеет свойства персистентности. В работе рассматриваются математические модели и функции представления объектов персистентного ландшафта на основе метода персистентной гомологии. Рассмотрены методы преобразования персистентных баркодов и персистентных диаграмм в функции персистентного ландшафта. С функциями персистентного ландшафта ассоциируется ядро персистентного ландшафта, которое формирует отображение в гильбертово пространство со скалярным произведением. Предложена формула для определения расстояния между персистентными ландшафтами, которая позволяет находить расстояния между изображениями объектов. Функции персистентного ландшафта отображают персистентные диаграммы в гильбертово пространство. Приведены примеры определения расстояния между изображениями на основании построения функций персистентного ландшафта этих изображений. Рассмотрены представления топологических характеристик в различных моделях вычислительной топологии. Расширены результаты для модулей персистентности с одним параметром на многопараметрические модули персистентности.
Бесплатно
