Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2629
Yolo-barcode: towards universal real-time barcode detection on mobile devices
Статья научная
Existing approaches to barcode detection have a number of disadvantages, including being tied to specific types of barcodes, computational complexity or low detection accuracy. In this paper, we propose YOLO-Barcode – a deep learning model inspired by the You Only Look Once approach that allows to achieve high detection accuracy with real-time performance on mobile devices. The proposed model copes well with a large number of densely spaced barcodes, as well as highly elongated one-dimensional barcodes. YOLO-Barcode not only successfully detects the huge variety of barcode types, but also classifies them. Comparing with the previous universal barcode detector DilatedModel based on semantic segmentation, the YOLO-Barcode is 4 times faster and achieves state-of-the-art accuracy on the ZVZ-real public dataset: 98.6% versus 88.9% by F1-score. The analysis of existing publicly available datasets reveals the absence of many real-life scenarios of mobile barcode reading. To fill this gap, the new “SE-barcode” dataset is presented. The proposed model, used as a baseline, achieves a 92.11% by F1-score on this dataset.
Бесплатно
Аберрации синтезированных дифракционных линз, вызванные ошибками их изготовления
Статья научная
Приведены результаты исследований влияния ошибок при синтезе кольцевой структуры дифракционных линз на их аберрации для точки на оси. Определены типы аберрационных искажений, возникающих за счет эллиптичности зон дифракционной структуры и систематических ошибок их радиусов. На основе критерия Марешаля получены технологические допуски на параметры структуры линз.
Бесплатно
Аберрации третьего порядка градиентных оптических систем, обладающих двоякой симметрией
Статья научная
Для градиентных оптических систем, обладающих двоякой симметрией, получены в явном виде коэффициенты геометрических аберраций третьего порядка.
Бесплатно
Статья научная
Предложены абстрактная модель искусственной иммунной сети на базе комитета классификаторов и два алгоритма ее обучения (с учителем и с подкреплением) для задач классификации, которые характеризуются малыми объемами и низкой репрезентативностью обучающих выборок. Оценка эффективности модели и алгоритмов выполнена на примере задачи аутентификации по клавиатурному почерку с использованием 3 баз данных биометрических образов. Разработанная искусственная иммунная сеть обладает эмерджентностью, памятью, двойной пластичностью, устойчивостью обучения. Эксперименты показали, что искусственная иммунная сеть дает меньший или сопоставимый процент ошибок по сравнению с некоторыми архитектурами нейронных сетей при гораздо меньшем объеме обучающей выборки.
Бесплатно
Статья научная
Показано расширение возможностей метода токовой модуляции длины волны лазерного излучения за счёт использования гармонической модуляции. Исследованы достоинства метода пилообразной модуляции, связанные с использованием в качестве информационного параметра частоты спектральной составляющей автодинного сигнала, а также достоинства метода гармонической модуляции, обусловленные возможностью определения расстояния по результатам измерения амплитуд спектральных составляющих автодинного сигнала. Сравнительный анализ методов измерения расстояния до объекта при существующих возможностях модуляции длины волны излучения полупроводникового лазера показал преимущества измерения расстояний до 30 см методом гармонической токовой модуляции лазерного диода, а на расстояниях более 50 см - методом пилообразной токовой модуляции.
Бесплатно
Статья научная
Представлены основные принципы, на которых предполагается развивать комплексную автоматизацию процессов проектирования, производства и эксплуатации систем с источниками оптического направленного излучения. Дано описание программного обеспечения реализованного на базе этих принципов и предназначенного для автоматизированного создания одного из видов упомянутых систем электротермического оборудования направленного излучения.
Бесплатно
Автоматизация синтеза и ранжирование склеенного и расклеенного двухлинзовых объективов
Статья научная
В работе представлен алгоритм синтеза склеенного и расклеенного двухлинзовых объективов. Представлено описание программы синтеза двухлинзовых объективов из материалов задаваемого пользователем каталога. Рассмотрена специфика автоматизации синтеза таких объективов. Предложен подход к ранжированию рассчитанных вариантов двухлинзовых систем по критерию предварительной оценки, определяемому через основные параметры в рамках теории аберраций третьего порядка. Разработанная программа поможет инженеру-оптику быстро рассчитать склеенные и расклеенные двухлинзовые объективы с требуемыми характеристиками.
Бесплатно
Автоматизированная регистрация и предварительная обработка сигнала обратного рассеяния
Статья научная
Проведен анализ существующих способов регистрации быстропротекающих процессов применительно к построению устройства регистрации СОР авиационного лидара. Предложен способ автоматизированной регистрации, сочетающий преимущества осциллографии и цифровой регистрации сигнала. Создано устройство регистрации СОР, проанализированы источники искажения сигнала, предложена методика калибровки устройства, которая легко реализуется в бортовых условиях в автоматическом режиме.
Бесплатно
Автоматизированная система оптических исследований
Статья научная
Рассматривается автоматизированная система оптических исследований на базе мини- и микроЭВМ. Особое внимание уделяется средствам автоматизации экспериментальных исследований. Приводятся технические характеристики созданных устройств и примеры работы с ними.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены методы оценки степени чистоты поверхности подложек, предназначенных для формирования микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Предложено автоматизированное устройство контроля степени чистоты поверхности по динамическому состоянию капли жидкости. Приведены результаты экспериментов по оценке поведения капли жидкости, полученные с помощью высокоскоростной видеокамеры.
Бесплатно
Автоматизированный ввод радиометрической космической информации в персональные ЭВМ
Статья научная
Сформулированы технические требования к интерфейсу связи судовых автономных пунктов приема космической информации и ПЭВМ. Предложено устройство, осуществляющее ввод радиометрической информации от метеорологических искусственных спутников Земли серии NOAA в ПЭВМ, приведена его структурная схема, представлен принцип действия.
Бесплатно
Автоматизированный метод вычисления DST-индекса на основе вейвлет-модели вариаций геомагнитного поля
Статья научная
Предложен метод вычисления индекса геомагнитной активности Dst , основанный на вейвлет-модели вариаций геомагнитного поля. Метод позволяет в автоматическом режиме получать значения Dst -индекса с 1-минутным разрешением. Апробация метода выполнена на данных приэкваториальных станций [1]. В работе описан алгоритм выполнения расчетов и приведены результаты оценок. Выполнено сравнение результатов расчета с классическим подходом и с методом, используемым в Мировом центре данных Киото. Показано, что предлагаемый метод позволяет в оперативном режиме получать значения Dst -индекса с допустимой погрешностью.
Бесплатно
Статья научная
Данная статья посвящена применению свёрточных глубоких сетей доверия в качестве средства извлечения речевых признаков из аудиозаписей для решения задачи автоматической, текстонезависимой верификации диктора. В работе описаны область применения и проблемы систем автоматической верификации диктора. Рассмотрены типы современных систем верификации диктора, основные типы речевых признаков, используемых в системах верификации диктора. Описана структура свёрточных глубоких сетей доверия, алгоритм обучения данной сети. Предложено применение речевых признаков, извлекаемых из трёх слоёв обученной свёрточной глубокой сети доверия. Данный подход основан на применении методов анализа изображений как к уже выделенным признакам речевого сигнала, так и для их выделения из слоёв нейронной сети. Произведены экспериментальные исследования предложенных признаков на двух речевых корпусах: собственном речевом корпусе, включающем аудиозаписи 50 дикторов, и речевом корпусе TIMIT, включающем аудиозаписи 630 дикторов. Была произведена оценка точности предложенных признаков с применением классификаторов различного типа. Непосредственное применение данных признаков не дало увеличения точности по сравнению с использованием традиционных речевых признаков, таких как мел-кепстральные коэффициенты. Однако применение данных признаков в составе ансамбля классификаторов позволило достичь уменьшения равной ошибки 1-го и 2-го рода до 0,21 % на собственном речевом корпусе и до 0,23 % на речевом корпусе TIMIT.
Бесплатно
Автоматическая калибровка системы видеокамер и лидаров для автономных мобильных комплексов
Статья научная
Автономная навигация беспилотных автомобилей является в настоящее время одной из наиболее интересных научных и технических задач, и это тем более справедливо, если движение осуществляется на пересеченной местности. Как правило, подобные комплексы оснащаются различными сенсорами, работающими одновременно, а для сбора и анализа данных различной природы разрабатывается сложное программное обеспечение. Для совместного использования данных от множества камер и лидаров необходимо обеспечить их взаимную привязку в единой системе координат. Эта задача решается в процессе калибровки системы . Общая идея заключается в том, чтобы поместить в поле зрения сенсоров объект специального вида, характерные точки которого могут детектироваться автоматически с разных точек съемки всеми сенсорами. Тогда вариативная съемка объекта позволяет создать необходимое число связующих точек для взаимной привязки сенсоров. В данной работе представлена технология автоматической калибровки системы съемочных камер и лидаров при помощи оригинального калибровочного объекта. Приведены результаты экспериментов, подтверждающие достаточно высокую точность калибровки.
Бесплатно
Автоматическая сегментация изображений процесса интрацитоплазматической инъекции сперматозоида
Статья научная
Данная работа посвящена решению методами глубокого обучения задачи мультиклассовой семантической сегментации изображений процесса интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. В качестве входных данных использованы видеопоследовательности, на которых изображена вышеназванная процедура интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. Для обучения нейросети выполнена ручная разметка 656 кадров, в результате которой каждый пиксель изображения был отнесен к одному из 4 классов: микроинъектор, микропипетка, яйцеклетка, фон. Проведен анализ современных методов решения, и экспериментальным путем выбраны наилучшие архитектура, кодировщики и гиперпараметры нейронной сети: сверточная нейронная сеть FPN (feature pyramid network) с кодировщиком resnext101, имеющим глубину 101 слой с 32 параллельными разделяемыми свертками. Построенная нейросетевая модель позволила получить эффективность сегментации IOU = 0,96 при скорости работы алгоритма 15 кадров в секунду.
Бесплатно
Автоматический алгоритм классификации снимков QuickBird в задаче оценки полноты леса
Статья научная
На основе спутниковых данных сверхвысокого пространственного разрешения (QuickBird) разработана автоматическая технология оценки доли проективного покрытия кронами деревьев и расчёта полноты леса на примере Аман-Карагайского бора Северного Казахстана. Алгоритм обработки основан на пороговом выделении маски теней, с её последующим морфологическим фильтрованием. Построенная по критериям универсальной системы классификации земных покровов (Land Cover Classification System) карта полноты леса тестового участка имела точность 82,5 % относительно соответствующей карты на основе экспертного дешифрирования снимка сверхвысокого разрешения.
Бесплатно
Автоматический контроль и цифровая коррекция масштаба и взаимного поворота изображений стереопары
Статья научная
В статье описывается разработанный авторами метод автоматического контроля и коррекции рассогласования масштабов и взаимного поворота изображений стереопары с использованием цифровой обработки, алгоритм которого реализован в программной среде Matlab. Контроль указанных параметров основан на использовании детекторов точечных особенностей, статистической обработки данных и тригонометрических вычислений. Коррекция выполняется с использованием аффинных пространственных преобразований.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе описан разработанный метод автоматической субпиксельной географической привязки изображений, получаемых прибором КМСС-М с пространственным разрешением 60 метров, основанный на использовании восстановленного безоблачного и ежедневно актуализируемого эталонного изображения коэффициентов спектральной яркости низкого пространственного разрешения MODIS. Описываемый метод основан на максимизации значения корреляции Пирсона при поиске оптимального локального смещения участка корректируемого изображения путём сравнения с эталонным низкодетальным изображением. Для оценки эффективности метода при использовании на неоднородных территориях континентального охвата были проведены три эксперимента, позволяющие получить численные оценки ошибок привязки: эксперимент с использованием модельных наборов данных, эксперимент по оценке абсолютной ошибки привязки эталонных изображений MODIS и эксперимент по оценке ошибки привязки автоматически скорректированных данных КМСС-М. Экспериментальная оценка метода на основе модельных данных декаметрового разрешения Sentinel-2 (MSI) продемонстрировала его высокую устойчивость при работе в широком диапазоне физико-географических условий и сезона наблюдений. Средняя ошибка географической привязки эталона низкого пространственного разрешения MODIS, полученная во втором эксперименте для территории зернового пояса РФ за 2020 год наблюдений, оказалась менее 20 метров как в красном, так и в ближнем ИК-каналах. Результаты автоматической коррекции изображений КМСС-М на указанную территорию и год наблюдений, полученные в третьем эксперименте с помощью описанного метода, продемонстрировали в среднем субпиксельную точность привязки скорректированных изображений в красном и ближнем ИК-каналах, в то время как средняя абсолютная ошибка привязки исходных изображений КМСС-М составила 3 километра. Достигнутая в работе точность привязки скорректированных по данным низкого пространственного разрешения изображений КМСС-М обеспечивает возможность построения и анализа временных серий мультиспектральных измерений спектральной яркости земной поверхности для решения широкого спектра научных и практических задач дистанционного мониторинга растительного покрова. Технологическая гибкость разработанного метода обеспечивает его применимость к данным и других спутниковых систем для оптического дистанционного зондирования Земли.
Бесплатно
