Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Статья научная
В работе представлено исследование различных подходов к классификации почвенных покровов на основе нейросетевых алгоритмов по данным гиперспектрального дистанционного и проксимального зондирования Земли. Спектральные распределения при этом регистрировались в лабораторных условиях с использованием изображающего сканирующего гиперспектрометра на основе схемы Оффнера. Экспериментально исследованы пространственно-спектральные признаки девяти проб почв с различных участков фермерского хозяйства на территории Самарской области. С помощью метода энергодисперсионного микроанализа установлено соответствие гиперспектральных данных и химического состава взятых проб. На основе полученных данных реализована нейросетевая классификация образцов почв в зависимости от содержания в них таких элементов, как углерод и кальций. В качестве классификатора использовалась нормализованная спектрально-пространственная сверточная нейронная сеть. Авторами предложен подход к классификации гиперспектральных изображений высокого разрешения, основанный на уточнении мультиклассовой сверточной нейронной сети с помощью ансамбля бинарных классификаторов. Показано, что классификация образцов почв по содержанию углерода и кальция осуществляется с точностью 0,96.
Бесплатно
Аподизация дифракционных оптических элементов
Статья научная
Описывается метод аподизации дифракционных оптических элементов, позволяющий значительно подавить вторичные максимумы импульсного отклика.
Бесплатно
Аппаратная реализация двумерного параллельно-рекурсивного КИХ-фильтра
Статья научная
Рассмотрены проблемы, связанные с аппаратной реализацией двумерного параллельно-рекурсивного фильтра с конечной импульсной характеристикой. Предложены структурные схемы устройств, фильтрации, получены оценки погрешностей, вызванных квантованием отсчетов обрабатываемых сигналов. Приведен пример оценки сложности фильтра, предназначенного для восстановления изображений.
Бесплатно
Статья научная
Современные архитектуры свёрточных нейронных сетей являются весьма ресурсозатратными, что ограничивает возможности их широкого практического применения. В статье предложена архитектура свёрточной нейронной сети, разделённой на аппаратную и программную части для увеличения производительности вычислений. Для реализации свёрточного слоя нейронной сети в аппаратной части использована модулярная арифметика с целью сокращения ресурсозатрат. Предложен численный метод квантования коэффициентов фильтров свёрточного слоя сети для минимизации влияния шума квантования на результат вычислений в системе остаточных классов и определения разрядности коэффициентов. Данный метод основан на масштабировании коэффициентов на фиксированное количество бит и округлении к большему и к меньшему. Используемые операции позволяют уменьшить ресурсы при аппаратной реализации за счёт простоты их выполнения. Все вычисления в свёрточном слое сети выполняются над числами в формате с фиксированной точкой...
Бесплатно
Аппаратно-эффективный алгоритм формирования маркера начала сообщения
Статья научная
Предложен аппаратно, но не программно эффективный криптографический алгоритм для формирования маркера начала передачи информации. Предложена модификация алго-ритма, позволяющая передавать информацию в виде специально встроенных ошибок в маркер. Показано, что задача, на которой основана криптографическая стойкость алгоритма, не принадлежит классу NP. В наилучшем для атакующего случае дана оценка числа операций, необходимых для нахождения ключа.
Бесплатно
Аппроксимационные методы оценивания геометрических характеристик протяженных объектов
Статья научная
В статье рассматривается возможность применения прямого и спектрального аппроксимационных методов для определения толщины древовидных объектов. Проводится исследование нескольких математических моделей профиля протяженных объектов. Также производится исследование точности оценивания параметров толщины синтезированных и реальных объектов.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод аппроксимации потока излучения в конусе с заданным углом раствора в зоне Фраунгофера путём замены производной от автокорреляционной функции на модельную функцию. Выбор свободных параметров модели обеспечивает правильное разложение функции потока в начале координат и на бесконечности (по углу) и хорошую аппроксимацию её в промежуточной области.
Бесплатно
Асимметричные лазерные гипергеометрические пучки
Статья научная
Рассмотрены асимметричные пучки Куммера (аК-пучки), скалярная комплексная амплитуда которых пропорциональна функции Куммера (вырожденной гипергеометрической функции). Эти пучки являются точным решением параксиального уравнения распространения (уравнения типа Шредингера) и получаются из обычных симметричных гипергеометрических пучков путём комплексного смещения координат. При распространении аК-пучки слабо изменяют свою интенсивность и вращаются вокруг оптической оси. Эти пучки -пример вихревых лазерных пучков с дробным орбитальным угловым моментом, величина которого зависит от четырёх параметров: топологического заряда вихря, величины смещения, параметра логарифмического аксикона и степени радиального сомножителя. Изменяя эти параметры, можно управлять орбитальным угловым моментом пучка: непрерывно увеличивать или уменьшать его.
Бесплатно
Асимметричные моды Бесселя первого и второго типа и их суперпозиции
Статья научная
Рассмотрены непараксиальные асимметричные моды Бесселя первого и второго типа, которые отличаются от обычной симметричной моды Бесселя действительным смещением по одной декартовой координате и чисто мнимым смещением по другой (по модулю оба смещения одинаковы). Первый и второй тип мод Бесселя отличаются только разными знаками действительного смещения, и поэтому обладают разным орбитальным угловым моментом (ОУМ) (целым или дробным). При сложении или вычитании между собой двух одинаковых асимметричных мод Бесселя первого и второго типа получаются световые пучки с одинаковым целым ОУМ, равным топологическому заряду порождающей моды, и с разными поперечными распределениями интенсивности, которые зависят от величины смещения.
Бесплатно
Асимптотические методы для решения задач дифракции на ДОЭ
Статья научная
Представлен новый асимптотический метод решения задачи дифракции на дифракционных оптических элементах с зонной структурой. Метод включает строгое решение задачи дифракции на периодической структуре с периодом сравнимым с длиной волны и геометрооптический подход. Получено решение задачи дифракции на эталонной квазипериодической структуре, сочетающей в себе функции дифракционной решетки и дифракционной линзы. На основе решения эталонной задачи получено простая аппроксимация для поля непосредственно за дифракционным элементом.
Бесплатно
Асимптотические методы расчета поля, формируемого ДОЭ в рамках электромагнитной теории
Статья научная
На протяжении последних лет большое внимание уделяется расчету волнового поля, формируемого дифракционным оптическим элементом (ДОЭ). Подобного рода обратные задачи возникают при расчете дифракционных оптических элементов формирующих заданное распределение интенсивности. Эти оптические элементы получили название фокусаторов лазерного излучения. Фокусаторы используются для решения технологических проблем, связанных с лазерной обработкой материалов. Однако, в подавляющем большинстве работ задачи восстановления полей решаются в рамках скалярной теории. В данной работе задача решается в рамках электромагнитной теории.
Бесплатно
Асимптотические решения скалярного волнового уравнения
Статья научная
Рассмотрены асимптотические методы решения уравнения Гельмгольца. Представлен новый метод решения задачи дифракции на одномерных дифракционных оптических элементах с зонной структурой. Метод использует специальные представления для поля и диэлектрической проницаемости в зоне микрорельефа, позволяющие свести задачу дифракции на зонах микрорельефа к задаче дифракции на системе дифракционных решеток. Метод обобщает приближение Кирхгофа и применим для асимптотического решения уравнений Максвелла.
Бесплатно
Асимптотические решения уравнения Гельмгольца для псевдопериодических структур
Статья научная
Данная работа посвящена решению скалярного волнового уравнения для случая, когда размер области составляет несколько сотен длин волн. Разработан асимптотический метод решения задачи дифракции произвольной скалярной волны на трехмерном слое, обладающем псевдопериодической зонной структурой.
Бесплатно
Асимптотический метод расчета поля от оптических элементов, обладающих зонной структурой
Статья научная
Представлен новый асимптотический метод решения задачи дифракции света на дифракционных оптических элементах (ДОЭ) с зонной структурой. Метод включает строгое решение задачи дифракции на периодической структуре с периодом, сравнимым с длиной волны, и асимптотический подход к расчету поля за ДОЭ. Получено решение задачи дифракции света на эталонной квазипериодической структуре, сочетающей в себе функции дифракционной решетки и дифракционной линзы. На основе решения эталонной задачи получена простая аппроксимация для поля непосредственно за ДОЭ.
Бесплатно
Асимптотический метод решения задач дифракции на непериодических структурах
Статья научная
Предложен асимптотический метод расчета комплексной амплитуды поля в случае дифракции на непериодических структурах, обладающих зонной структурой. Новизна состоит в разложении решения интегрального уравнения по базису, который получается при решении задачи прохождения ДОЭ в рамках геометрической оптики и переходит в базис плоских волн, используемый при расчете дифракционных решеток. Представлены результаты фокусировки в точку с помощью градиентного дифракционного оптического элемента, имеющего зонную структуру. Результаты моделирования подтверждают работоспособность предложенного метода.
Бесплатно
Статья научная
Предложен асимптотический метод расчета светового поля, формируемого дифракционным оптическим элементом (ДОЭ) для фокусировки в линию с использованием криволинейных координат. Исследована структура светового поля, формируемого ДОЭ для фокусировки в отрезок, проведено сравнение результатов асимптотического и численного методов расчета.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрено асимптотическое поведение орбитального углового момента для светового поля как суперпозиции пучков Эрмита-Гаусса. Получены аналитические выражения, описывающие асимптотическое поведение орбитального углового момента такого поля. Найдены экстремальные значения орбитального углового момента для суперпозиции из двух, трёх и четырёх мод Эрмита-Гаусса при сохранении структурной устойчивости самого светового поля.
Бесплатно
