Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2382
Анализ методов снижения размерности в задаче представления коллекций цифровых изображений
Статья научная
В работе рассматривается ряд методов снижения размерности пространства признаков применительно к задаче представления коллекций цифровых изображений на плоскости в соответствии с визуальными характеристиками изображений. Рассматриваемые методы сравниваются друг с другом как с точки зрения ошибки Сэммона (отображения из многомерного пространства в двумерное), так и с точки зрения времени, затрачиваемого на формирование отображения. В работе приводится обзор методов, используемых при построении систем представления коллекций цифровых изображений. Приводятся результаты экспериментальных исследований методов на базе данных цветных цифровых изображений широкого класса. Даются рекомендации по использованию методов.
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод расчета параметров передачи направляемых мод произвольного порядка, распространяющихся в сердцевине многомодового волоконного световода с произвольным осесимметричным профилем показателя преломления. Предлагаемый метод является обобщением модифицированного метода приближения Гаусса на указанный случай. В отличие от известных решений на основе приближения Гаусса многомодовое оптическое волокно с произвольным осесимметричным профилем показателя преломления рассматривается как волоконный световод с многослойным профилем показателя преломления. Получены вариационное выражение для параметра моды в сердцевине и характеристическое уравнение, решением которого является нормированный эквивалентный радиус пятна моды. Представлены результаты сравнения значений параметров передачи направляемых мод, полученных на основе точных решений и с помощью предложенного метода.
Бесплатно
Анализ осевого распределения при острой фокусировке для различных поляризаций освещающего пучка
Статья научная
В работе проведён анализ осевого распределения остросфокусированного лазерного пучка, представляющего собой суперпозицию вихревых фазовых функций, при различных поляризациях. Получено аналитическое решение для каждой из компонент электрического поля при ограничении падающего пучка кольцевой апертурой произвольной ширины. Также получены приближённые аналитические оценки для осевого распределения в элементарных функциях, позволяющие легко анализировать характер интенсивности вдоль оптической оси. Численно исследовано влияние весовых соотношений суперпозиции вихревых фазовых функций в падающем пучке и типа поляризации на соотношение вклада различных компонент электрического поля в фокальную область на оптической оси.
Бесплатно
Анализ параметров систем детектирования множественных визуальных объектов в режиме реального времени
Статья научная
Проведён анализ параметров систем детектирования множественных объектов на основе фреймворков для потокового анализа данных Apache Storm и IBM InfoSphere Streams. В качестве объектов для детектирования были выбраны изображения лиц. Тестирование производилось на кластере, состоящем из пяти 32-ядерных узлов под управлением операционной системы CentOS. Apache Storm показал лучшую масштабируемость по сравнению с IBM InfoSphere Streams. Для изображения размером 1920´1080 достигнута скорость обработки 24 кадра в секунду при использовании Apache Storm.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается обобщённая модель двухкомпонентной системы реакция-диффузия, учитывающая влияние реальной внешней флуктуирующей среды. Для этой модели предложены методы получения обобщённых уравнений Гинзбурга-Ландау при возникновении неустойчивостей типа мягкой моды и дисперсионного уравнения для усреднённых по ансамблю реализаций амплитуд незатухающих мод. Описана эволюция этой модели в окрестности точки бифуркации Тьюринга. Проведено численное моделирование конкретных систем реакция-диффузия, подтверждающих полученные теоретические выводы.
Бесплатно
Анализ погрешностей лазерной записи оптических микроструктур на плёнках молибдена
Статья научная
Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние технологических погрешностей формирования амплитудных оптических решёток, изготовленных методом лазерной абляции тонких плёнок молибдена, на распределение дифракционных порядков в дальней зоне дифракции. Для этого оцифровывалась профилограмма участка сформированной дифракционной структуры с последующим преобразованием в амплитудную или фазовую функции пропускания.
Бесплатно
Статья научная
Разработан, научно обоснован и экспериментально подтверждён метод динамической интерферометрии контроля локальных отклонений нанометрового уровня поверхностей оптических деталей от заданного профиля на основе алгоритма расчёта целевой функции - спектральной плотности одномерной корреляционной функции. Представлены теоретические и экспериментальные исследования, посвящённые определению среднего квадратического отклонения локальных отклонений поверхностей оптических деталей диаметром до 100 мм и до 1000 мм, с учётом неисключённой систематической и случайной составляющих погрешностей определения целевой функции.
Бесплатно
Статья научная
В работе решается задача о распространении монохроматической электромагнитной волны в радиально-симметричном волноводе, окруженном проводящей оболочкой. Для решения задачи построена разностная схема Кранка-Николсона. Исследование погрешности проведено в следующих двух частных случаях, допускающих аналитическое решение: а) в случае неучета эффекта самовоздействия среды [1] и постоянства коэффициента преломления; б) в случае параболической зависимости коэффициента преломления в радиальном сечении.
Бесплатно
Статья научная
В ходе разработки системы защиты цифровой видеоинформации был поставлен вопрос о восстановлении исходного изображения на основе некоторого его сегмента. В представленной работе произведен теоретический и экспериментальный анализ применимости методов интерполяции и экстраполяции для решения этой задачи. Полученные результаты позволили выбрать наилучший метод сегментации для использования в системе защиты.
Бесплатно
Анализ пространственного спектра пучков Эрмита-Гаусса с внедрённым оптическим вихрем
Статья научная
В данной работе детально теоретически исследуется прохождение через линзу пучков Эрмита-Гаусса с внедрённой в них вихревой фазой. Особое внимание уделяется расположению в фокальной плоскости вихревых фазовых особенностей. Получены достаточные условия для нулевого значения интенсивности в центре фокальной плоскости. Численный расчёт подтверждает теоретический анализ.
Бесплатно
Статья научная
Получена система уравнений, описывающих четырёхволновое взаимодействие в схеме с попутными волнами накачки на тепловой нелинейности. При условии отвода тепла от передней и задней граней нелинейной среды в приближении заданного поля по волнам накачки найдено изменение пространственного спектра амплитуды преобразованной волны на задней грани нелинейного слоя. Проанализирована зависимость ширины модуля функции размытия точки (ФРТ) от параметров волн накачки и характеристик нелинейной среды.
Бесплатно
Анализ псевдоголографического метода с точки зрения р-адических метрик
Статья научная
В статье приводится подробное описание и математическая основа метода псевдоголографического кодирования. Рассмотрен еще один подход к нумерации исходного изображения, в соответствии с исследуемым методом кодирования. Приведен анализ псевдоголографического метода с точки зрения р-адических метрик. На основании этого анализа дано обоснование основных свойств метода псевдоголографического кодирования.
Бесплатно
Анализ распространения излучения через одноуровневые фрагменты ДОЭ с технологическими погрешностями
Статья научная
Работа посвящена анализу систематических технологических погрешностей, возникающих при изготовлении алмазных ДОЭ с помощью лазерной абляции. Целью предлагаемой статьи является численный анализ влияния погрешностей изготовления в виде «бортиков» на стыках элементарных областей структурирования с одинаковой расчетной высотой микрорельефа. В работе делаются заключения о допустимой высоте «бортиков» и характере влияния технологических погрешностей различной формы на работу ДОЭ.
Бесплатно
Анализ рассеивающих свойств кластера наночастиц в металлической плёнке методом дискретных источников
Статья научная
На основе метода дискретных источников разработана и реализована математическая модель оптической антенны, состоящей из кластера наноразмерных частиц, которые располагаются в металлической плёнке на стеклянной подложке. Приведены результаты компьютерного моделирования рассеянной интенсивности, в том числе и в области неизлучающих волн. Показана возможность управления направлением излучения за счёт геометрии кластера.
Бесплатно
Статья научная
Проведён анализ свойств симметрии распределения электромагнитного поля в фокальной области при фокусировке излучения с периодической фазовой угловой зависимостью вида sin (m "фи") или cos (m "фи"). На основе такой фазовой зависимости можно описать большинство волновых аберраций. Аналитически показано, что при нечётных значениях m фокальное распределение будет действительной функцией, что обеспечивает простой способ генерации заданных волновых аберраций с помощью бинарных дифракционных оптических элементов. Такая возможность может быть полезна при острой фокусировке, когда наличие определённых волновых аберраций позволяет уменьшить размеры фокального пятна. Численное моделирование подтверждает аналитические выкладки и показывает, что изменение радиальных параметров позволяет менять конфигурацию комплексного фокального распределения, но симметрия в центральной части в основном определяется чётностью m: для чётных m наблюдается симметрия порядка 2m, а для нечётных - m.
Бесплатно
Статья научная
В статье изложены результаты анализа спектральной отражательной способности залежных земель, типичных для лесостепи, на основе спутниковых данных Sentinel-2. Исследование проведено для участков постагрогенных ландшафтов, расположенных на территории Центрального Черноземья. Установлено, что тип древесной растительности, формирующейся на залежах (лиственная, смешанная, хвойная), оказывает статистически значимое влияние на отражательную способность в большинстве каналов Sentinel-2. Во многих из них наблюдаются значимые различия между залежами с лиственными и хвойными породами деревьев. Для угодий со смешанной древесной растительностью значимых отличий от остальных типов залежей не выявлено. Спектрально-отражательные характеристики залежей в большинстве каналов Sentinel-2 находятся в обратной зависимости от величины их лесистости. Для оставленных аграрных земель со всеми типами древесной растительности наиболее тесная корреляция лесистости и спектрально-отражательных характеристик выявлена в каналах красного и среднего инфракрасного диапазонов спектра. В этих же каналах наблюдаются статистически значимые различия между большинством градаций лесистости залежей. Установленные закономерности выступают основанием для использования красного (B4) и SWIR-каналов (B11, B12) для решения задач, связанных с оценкой лесистости залежных земель.
Бесплатно
Анализ структуры сосудистой системы сердца методом трассировки изображений проекций
Статья научная
Рассматривается класс изображений, содержащих ветви древовидных структур, на примере изображений сосудистой системы сердца. Описываются алгоритмы трассировки, позволяющие оценивать координаты точек центральных линий сосудов по изображениям проекций, полученных методами рентгеновской ангиографии. Предложен ряд алгоритмов позволяющих осуществлять автоматическое формирование сегментов дерева сосудов. Алгоритмы адаптированы для сложных объектов исследования, характеризующихся низким контрастом и плохим разрешением. По результатам экспериментальных исследований на натурных и синтезированных изображениях был проведен сравнительный анализ каждого из алгоритмов и выявлены особенности их работы.
Бесплатно
Анализ текстур и определение типа кристаллической решётки на наномасштабных изображениях
Статья научная
Современные приборы регистрации изображений микро- и наноструктур и методы компьютерной обработки изображений позволяют решать различные задачи анализа текстуры поверхности. Особенности обработки и анализа наномасштабных изображений, получаемых в электронной микроскопии высокого разрешения, показаны на примере решения задачи определения типа кристаллических решёток.
Бесплатно
Анализ текущего состояния научных исследований в области робастного хэширования изображений
Статья научная
Развитие концепции интернета вещей привело к существенному росту объемов обрабатываемой информации. Значительную часть данных, циркулирующих в глобальной сети, при этом составляет мультимедиаконтент. Зачастую эта информация содержит персональные данные конкретного пользователя или является объектом интеллектуальной собственности и авторского права. Задача по защите авторских прав владельцев цифровых изображений на протяжении последних десятилетий не теряет актуальности. Классические средства защиты информации не обеспечивают требуемый уровень защищенности данных изображений от возможных угроз ввиду специфичности формата их представления. В работе произведен сравнительный анализ существующих исследований в области робастного хэширования изображений как одного из возможных механизмов защиты авторского права для цифровых изображений. Приведена классификация методов робастного хэширования изображений, определены их достоинства и недостатки, выявлены общие особенности, присущие классам. Определены направления дальнейших исследований.
Бесплатно
Анализ условий, влияющих на свойства конструируемых признаков 3D-изображений
Статья научная
В данной статье показаны теоретические результаты, полученные с помощью нового геометрического метода анализа и распознавания 3D-изображений - гипертрейс-преобразования. Кратко описывается математическая модель предлагаемого метода. Происходит дальнейшее развитие теории гипертриплетных признаков 3D-изображения, имеющих аналитическую структуру. Свойства признаков изучаются на этапе их формирования при помощи нового разработанного математического инструмента - гипертрейс-матрицы. Свойства признаков зависят от особенностей формирования и результатов обработки гипертрейс-матрицы.
Бесплатно
