Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Алгоритм юстировки составных зеркал
Статья научная
Предложен алгоритм юстировки составных зеркал телескопов. На основе введённого понятия разностной поверхности и компараторного принципа получены соотношения для оценки точности юстировки составных зеркал как реализация этапов геометрического и оптотехнического позиционирования зеркальных сегментов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены результаты разработки модуля экспертной системы диагностики заболеваний, основанной на методе нейросетевого анализа. Установлено, что максимальной эффективностью по обработке снимков аппаратов магнитно-резонансной томографии обладают свёрточные нейронные сети. При этом сформирован алгоритм по выбору оптимальной структуры нейронной сети в формате поставленной задачи. Итогом проделанной работы стала сформированная свёрточная нейронная сеть, способная с высокой долей вероятности обнаруживать очаги патологических изменений тканей на снимках магнитно-резонансного томографа. Апробация метода осуществлялась на отдельно взятом органе человека - лёгких. Система в тестовом режиме внедрена в одну из крупнейших клиник города.
Бесплатно
Алгоритмы автоматической кластеризации изображений микрочастиц
Статья научная
Обсуждается проблема классификации изображения микрочастиц в применении к анализу препаратов крови. Предлагается набор инвариантных к геометрическим искажениям признаков изображения частиц, эффективных для построения алгоритмов классификации. Решается задача построения самоорганизующихся алгоритмов кластеризации. Приводятся экспериментальные результаты кластеризации тестовых и натурных изображений лейкоцитов крови.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагаются два алгоритма анализа линейной спектральной смеси на гиперспектральных изображениях с использованием картографической основы. Картографическая основа используется для уточнения коэффициентов спектрального разложения на границах объектов (для первого алгоритма) или формирования сигнатур малых объектов (для второго алгоритма), в составе которых нет ни одного целого спектрального отсчёта. Набор используемых спектральных сигнатур может быть как задан заранее (с неопределёнными коэффициентами), так и неизвестен и извлечён в процессе работы алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся описание методики обработки голографических интерферограмм, полученных методом усреднения во времени, для вычисления поля векторов вибросмещения (амплитуд колебаний) точек объекта. Описаны алгоритмы выделения центров полос, скелетизации, интерполяции, геометрической привязки к координатам, связанным с исследуемым объектом. Описаны системы обработки голографических интерферограмм на базе ЭВМ СМ-1420 в операционной системе ОС РВ и персональных ЭВМ типа IBM PC, оснащенных специализированным устройством ввода-вывода изображений.
Бесплатно
Алгоритмы встраивания информации на основе QIM, стойкие к статистической атаке
Статья научная
В работе предлагаются два новых алгоритма встраивания информации в мультимедиа, относящиеся к семейству алгоритмов на основе управляемого переквантования (Quantization Index Modulation, QIM). Предлагаемые алгоритмы спроектированы таким образом, чтобы обеспечить стойкость к статистической атаке, эффективной для других алгоритмов данного семейства и позволяющей восстановить секретный ключ встраивания, используя корреляционные связи между битами ключа и отсчётами носителя встроенной информации. В предлагаемых алгоритмах стойкость к данной атаке обеспечивается за счёт использования корреляционно-стойких функций встраивания информации, которые гарантируют статистическую независимость модифицируемых компонент контейнера и битов ключа. Будучи описанными на примере полутоновых изображений, новые алгоритмы могут использоваться для модификации любых мультимедийных данных в пространственно-временной и спектральной области. Результаты экспериментальных исследований подтвердили требуемую стойкость к статистической атаке и показали, что предложенные алгоритмы не вносят дополнительных искажений по сравнению с базовыми алгоритмами. Однако также эксперименты показали, что новые алгоритмы характеризуются несколько сниженной робастностью к аддитивному зашумлению и JPEG-сжатию.
Бесплатно
Алгоритмы выделения и совмещения устойчивых отражателей на спутниковых снимках
Статья научная
Для решения задачи выделения малых (со скоростями до единиц сантиметров в год и менее) движений земной поверхности с помощью методов SAR-интерферометрии необходимо выделить некоторое множество участков земной поверхности, которые остаются когерентными на радиолокационных снимках в течение длительного времени. Такие участки и соответствующие им точки на снимках называются устойчивыми отражателями. В данной работе рассмотрены два метода выделения устойчивых отражателей. Рассматриваемые методы сравниваются по количеству выделяемых точек и по их средней временной когерентности. Рассматриваемые алгоритмы проиллюстрированы на примере обработки набора из 35 радиолокационных снимков.
Бесплатно
Алгоритмы двумерного анализа главных компонент для задач распознавания изображений лиц
Статья научная
Представлены алгоритмы двумерного анализа главных компонент (Two-dimensional Principal Component Analysis - 2D PCA), ориентированные на обработку цифровых изображений больших размеров в условиях малой выборки. Алгоритмы основаны на прямом вычислении двух матриц ковариации по всем исходным изображениям без их преобразования в векторы. Результат анализа - нахождение главных компонент для строк и столбцов исходных изображений и построение соответствующих им матриц двумерной проекции. Обсуждаются два способа выполнения 2D PCA, соответствующие параллельной и каскадной формам его реализации. Оценены характеристики представленных алгоритмов.
Бесплатно
Алгоритмы двумерного гиперкомплексного дискретного преобразования Фурье
Статья научная
Рассматриваются способы параллельного вычисления многомерного гиперкомплексного дискретного преобразования Фурье. Основная идея заключается в использовании свойств гиперкомплексной алгебры, в которой выполняется данное преобразование. Дополнительные возможности для повышения эффективности алгоритма предоставляет естественный параллелизм многомерной схемы Кули-Тьюки.
Бесплатно
Алгоритмы декомпозиции сигнала на основе неразделимых вейвлет-преобразований Хаара
Статья научная
В работе рассматриваются два алгоритма декомпозиции сигнала построенные на основе обобщенных неразделимых вейвлет-преобразований Хаара. Особенностью таких вейвлет преобразований является то, что они строятся на фундаментальных областях канонических систем счислений в мнимых квадратичных полях.
Бесплатно
Алгоритмы многомерного имитационного моделирования случайных процессов
Статья научная
В статье рассматриваются два подхода к моделированию сигналов и процессов: метод формирующих фильтров и тригонометрический метод. Показано, что второй подход более перспективен, так как увеличение размерности представления сигнала (процесса) математически означает добавление слагаемого в формуле базисной функции, что дает доступ к быстрым алгоритмам имитации. Приведены примеры алгоритмов многомерного моделирования случайных процессов с использованием двух методов, и описана программная система, реализующая эти алгоритмы. Результаты работы программного комплекса позволят прогнозировать характеристики инженерных проектов (точность и быстродействие алгоритмов моделирования). В связи с актуальностью и необходимостью фундаментальных исследований методов и алгоритмов цифрового преобразования компонентной базы, внедрения цифровых технологий во все аспекты деятельности, включая синтез новых материалов, разработку новых методов проектирования микро- и наносистем, целью статьи является расширение области применения спектрального метода моделирования многомерных процессов с использованием оригинальных алгоритмических комплексов.
Бесплатно
Алгоритмы нелинейного сглаживания ЯМР-томограмм, основанные на неизотропной диффузии
Статья
Бесплатно
Алгоритмы обучения нейронных сетей распознаванию изображений по равномерному критерию
Статья научная
Исследуется возможность повышения эффективности обучения нейронной сети, распознающей изображения цифр. Настройка сети производится так, чтобы распознавались все обучающие примеры. Используется равномерный критерий качества обучения. Рассмотренные алгоритмы позволяют не только ускорить процесс обучения, но также снизить количество корректировок параметров нейронной сети. Последнее свойство важно при распараллеливании процесса обучения на кластерных вычислительных системах.
Бесплатно
Алгоритмы оценки движения в задачах сжатия видеоинформации на низких битовых скоростях
Статья научная
В работе представлено описание ряда известных алгоритмов оценки движения, используемых в задачах сжатия видеоинформации. Особое внимание уделяется алгоритмам оценки движения, которые оптимизируют битовые затраты на векторы движения и разностные блоки. Предложен модифицированный алгоритм иерархической оценки движения. Приведены результаты практического сравнения, показывающие эффективность алгоритма.
Бесплатно
Алгоритмы поиска изображений в базах видеоданных
Статья научная
В статье рассмотрены существующие на сегодняшний день методы поиска изображений в базах видеоданных. Алгоритмы поиска изображений предлагается построить с позиции теории активного восприятия, разработанной на кафедре "Вычислительные системы и тех-нологии" НГТУ им Р.Е. Алексеева. Достоинство данного подхода заключается в низкой вычислительной сложности, а значит, в высоком быстродействии. Каждое изображение в разработанной системе поиска представляется в виде 15-мерного вектора. Разработаны алгоритмы поиска не только исходных изображений, но также зашумлённых, отредактированных, испорченных, изображений с любым углом поворота от исходного, разработан поиск похожих изображений, который по достоверности и производительности может конкурировать с существующими методами поиска изображений в сети Интернет.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены новые алгоритмы построения и хранения гистограмм многоканальных изображений на основе иерархических структур данных. Разработанные методы позволяют оперировать гистограммами многоканальных изображений с меньшими затратами памяти и большей скоростью, чем непосредственное построение гистограммы в виде таблицы всех возможных значений пикселей с их частотами. Даны теоретические и экспериментальные оценки объёмов памяти и времени построения гистограммы. Рассмотрено практическое применение предложенных алгоритмов для оценки с различной точностью многомерной плотности вероятностей многоканальных изображений дистанционного зондирования Земли.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются алгоритмы построения многокадрового сверхразрешения, позволяющие восстанавливать изображения с высоким разрешением за счет накопления последовательности изображений с низким разрешением в условиях аппликативных помех. Воздействие аппликативных помех проявляется в появлении локальных участков аномальных наблюдений на каждом изображении и также является фактором понижения разрешения. Решению данной задачи до настоящего времени уделялось недостаточно внимания, при этом перспективным подходом для обработки изображений, включая построение многокадрового сверхразрешения, является использование глубоких нейронных сетей. В работе рассмотрены существующие подходы к решению данной задачи и предложен новый подход, основанный на использовании нескольких свёрточных нейронных сетей. Особенностью рассматриваемого подхода и реализуемых на его основе алгоритмов является выполнение итеративной обработки входной последовательности изображений с низким разрешением с применением нейронных сетей на разных этапах обработки, включая регистрацию изображений низкого разрешения, сегментацию и выявление участков, пораженных аппликативными помехами, а также преобразования, направленные непосредственно на повышение разрешения. Данный подход позволяет комбинировать сильные стороны существующих аналогов и устранить их основные недостатки, связанные с необходимостью использования приближенных математических моделей данных, которые требуются для синтеза алгоритмов обработки изображений в рамках статистической теории решений. Для обновления текущей оценки изображения высокого разрешения предложена специальная свёрточная нейронная сеть, организованная в виде направленного ациклического графа. Проведены экспериментальные исследования, показавшие работоспособность предложенного алгоритма и его преимущество по точности восстановления изображения с высоким разрешением по сравнению с альтернативными вариантами решения задачи.
Бесплатно
Алгоритмы проверки соответствия космических снимков условиям съёмки
Статья научная
Настоящая работа посвящена решению задачи проверки данных дистанционного зондирования Земли, включающих цифровые оптические изображения и метаданные с параметрами съёмки, на их непротиворечивость. Решение задачи основано на анализе значений специальных числовых характеристик изображения, напрямую зависящих от параметров съёмки: положения Солнца, положения космического аппарата и ориентации устройства регистрации. В работе представлены две полностью автоматические вычислительные процедуры (алгоритмы) проведения такого анализа и принятия решения о взаимном соответствии или несоответствии данных.
Бесплатно
Алгоритмы распознавания рукописных символов на основе построения структурных моделей
Статья научная
Статья посвящена разработке алгоритмов распознавания рукописных символов на основе построения структурных моделей, существенным преимуществом которых является возможность работы в условиях малого количества эталонных изображений. В том числе был предложен подход к скелетизации бинарного представления изображения символа, основанный на совместном применении алгоритмов Зонга-Суня и Ву-Цая. Эффективность данного подхода к утоньшению бинарного представления символа была подтверждена результатами проведённых экспериментов. Работа содержит подробное описание всех стадий алгоритма построения структурных моделей и описание подходов к оценке степени их схожести. Приведены результаты апробации предложенных алгоритмов. Выполнено сравнение полученных результатов с результатами аналогов, способных функционировать в условиях малого количества эталонных изображений.
Бесплатно
