Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2382
Быстрое восстановление смазанного изображения, полученного горизонтально вращающейся камерой
Статья научная
В предлагаемой статье решается задача восстановления смазанного изображения, полученного горизонтально вращающейся камерой. Математической моделью данной задачи является уравнение со сверткой на циклической группе. В прежних работах авторов рассмотрен случай невырожденного уравнения. В данной статье рассматривается общий случай, допускающий вырожденность уравнения свертки. Разработан алгоритм, на основе которого написана быстрая программа восстановления смазанных таким образом изображений. Сложность представленного в данной статье алгоритма для вырожденного уравнения свертки такая же, как для невырожденного случая. Приводится анализ погрешностей вычислений, влияющих на качество изображения. Влияние погрешностей начальных данных алгоритма для вырожденного уравнения не хуже, чем для невырожденного.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается задача быстрого безошибочного вычисления целочисленной свертки с помощью теоретико-числовых преобразований в комплексных полях Мерсенна. Снижение вычислительной сложности достигается за счет замены умножений сдвигами массива «цифр» при представлении элементов поля Мерсенна в (редуцированной) системе счисления «с комплексным основанием».
Бесплатно
Быстрое рекурсивное вычисление одномерных и двумерных конечных сверток
Статья научная
В работе рассматривается задача нахождения оптимального приближения конечной импульсной характеристики линейно-рекуррентным соотношением (ЛРС) заданного порядка. Приводятся оценки сложности вычисления свертки для различных классов ЛРС. Рассматривается алгоритм разложения произвольной двумерной импульсной характеристики в сумму разделимых импульсных характеристик, приводится обобщение метода аппроксимации на двумерный случай.
Бесплатно
Быстросканирующий Фурье-спектрорадиометр БФС-01
Статья научная
Описывается разработанный в ЦКБ УП АН СССР быстросканирующий Фурье-спектро-радиометр БФС-01. Спектральный диапазон его работы 2-100 см-1, спектральное разрешение 0,1 см-1. Прибор обладает также высоким временным разрешением (5 мс). Рассматривается оригинальная оптическая схема спектрорадиометра, обеспечившая указанные характеристики. Приводится функциональная схема прибора и описание его отдельных модулей. Работоспособность спектрорадиометра иллюстрируется записью спектра излучения лампы обратной волны с разрешением 0,1 см-1 и временным разрешением 5 мс.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается обобщение дискретных ортогональных преобразований (преобразования Фибоначчи), введенных С.С. Агаяном и Н.Н. Айзенбергом. Рассматриваемые преобразования ориентированы на представление данных в рекуррентных системах счисления с иррациональным основанием и не требуют для реализации умножений.
Бесплатно
Быстрые алгоритмы дискретных косинусных преобразований
Статья научная
Разработаны быстрые алгоритмы ДКП-II, III и IV нечетной длины. Приведены оценки вычислительной сложности алгоритмов при N=3exp(r). Показаны преимущества синтезированных алгоритмов перед традиционным ДКП-I четной длины.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Быстрый алгоритм аппроксимации изображения в скользящем окне
Статья научная
Предложен быстрый алгоритм аппроксимации функции яркости изображения в скользящем прямоугольном окне в виде многочлена от двух переменных. Коэффициенты при степенях неизвестных находятся по рекуррентным формулам, что позволяет существенно сократить вычисления.
Бесплатно
Быстрый алгоритм расчета интегралов специального вида
Статья научная
В работе проведен сравнительный анализ вычислительной эффективности алгоритмов вычисления интегралов специального вида, необходимых для обработки сигналов, поступающих от оптикоэлектронных датчиков перемещений.
Бесплатно
Быстрый алгоритм совмещения изображений для контроля качества лазерной микрообработки
Статья научная
Исследована возможность оперативного контроля качества лазерной микрообработки поверхности по данным оптических измерений. Основной задачей является сопоставление CAD-модели и 3D-геометрии обработанной поверхности. Установлено, что стандартные алгоритмы сопоставления либо имеют низкое быстродействие, либо неэффективны при высоком уровне шума и наличии геометрических искажений. Разработан алгоритм сопоставления на основе алгоритма Ciratefi, который ранее не использовался для совмещения изображений высокого разрешения. Быстродействие алгоритма повышено при помощи итеративного поиска оптимума по пирамиде изображений. Тестирование алгоритма на картах высот объектов, полученных лазерными методами обработки, показало его высокую точность и быстродействие.
Бесплатно
Быстрый итерационный расчет фазовых формирователей мод Гаусса-Лагерра
Статья научная
Предлагается высокоэффективная итерационная процедура расчета дифракционных оптических элементов (ДОЭ), формирующих обобщенные моды Гаусса-Лагерра из освещающего Гауссова пучка. Построение итера-ционной процедуры основано на разбиении плоскости наблюдения на "полезную" и "вспомогательную" ради-альные области. Применение быстрой процедуры вычисления преобразования Ганкеля позволяет рассчитывать элементы с реальным количеством отсчетов, не прибегая к использованию высокопроизводительной вычисли-тельной техники. На результатах вычислительного эксперимента показано, что предлагаемый подход позволяет рассчитывать элементы, формирующие заданное одномодовое распределение с большей энергетической эффек-тивностью, чем существующие аналитически рассчитанные аналоги. Обсуждаются возможные применения элементов, рассчитанных предлагаемой процедурой, и целесообразные технологии их изготовления.
Бесплатно
Быстрый метод расчета дифракции электромагнитной волны на цилиндрических диэлектрических объектах
Статья научная
Рассмотрен итеративный алгоритм решения интегрального уравнения Фредгольма второго рода на основе использования алгоритма быстрого преобразования Фурье для вычисления интеграла типа свертки. Алгоритм применен для анализа дифракции электромагнитной волны с TE-поляризацией (например, непараксиального гауссового пучка) на цилиндрических диэлектрических микрообъектах, поперечный размер которых сравним с длиной волны. Приведены результаты численного моделирования и результаты сравнения с аналитическим расчетом.
Бесплатно
Быстрый поиск опорных фрагментов при фрактальном кодировании изображений
Статья научная
В работе предлагается метод быстрый метод нахождения соответствующих фрагментов изображения в задаче фрактального кодирования на основе приближения многочленами второго порядка. Дается описание двухэтапного рекуррентного алгоритма, приводятся оценки вычислительной сложности.
Бесплатно
Быстрый способ вычисления интеграла Релея-Зоммерфельда первого типа
Статья научная
В данной статье описаны приёмы ускорения вычисления интеграла Кирхгофа за счёт использования аналитических преобразований и эффективной программной реализации. Показаны последовательные шаги увеличения быстродействия после каждого преобразования. Получены условия применения различных приближений. Отметим, что после применения всех преобразований время выполнения программы слабо зависит от расстояния между входной и выходной плоскостями.
Бесплатно
Быстрый способ построения моментных инвариантов на изображении с использованием аппроксимации
Статья научная
В данной работе описан быстрый способ построения характеристик изображения. В качестве признаков берутся моментные инварианты Ху. Предлагается использовать параллельнорекурсивный алгоритм для расчета обобщенных моментов в скользящем окне по изображению, а затем аппроксимировать по ним значения инвариантов. Данный метод вычислительно более эффективен, чем прямой расчет.
Бесплатно
Статья научная
Задача расчёта функции эйконала светового поля, заданной на некоторой поверхности, из условия формирования заданного распределения освещённости на некоторой другой заданной поверхности сформулирована как задача Монжа - Канторовича о перемещении масс. Получено, что функция стоимости в задаче о перемещении масс соответствует расстоянию между точкой исходной поверхности, на которой задана функция эйконала, и точкой поверхности, на которой требуется сформировать заданное распределение освещённости. Получено аналитическое выражение для градиента «функционала стоимости», описывающего задачу о перемещении масс. Это позволяет использовать для расчёта функции эйконала методы градиентного спуска.
Бесплатно
Вариационный подход к расчёту функции эйконала
Статья научная
Задача расчёта функции эйконала из условия фокусировки в заданную область сформулирована как вариационная задача и как задача Монжа-Канторовича о перемещении масс. Получено, что функция стоимости в задаче Монжа-Канторовича соответствует расстоянию между точкой исходной области, в которой задана функция эйконала, и точкой области фокусировки. Предложенный в работе формализм позволяет свести расчёт функции эйконала к решению задачи линейного программирования. При этом расчёт «лучевого отображения», соответствующего функции эйконала, сводится к решению линейной задачи о назначениях. Предложенные вариационные подходы проиллюстрированы на примере расчёта оптических элементов для фокусировки пучка круглого сечения в прямоугольную область.
Бесплатно
Векторизация метода распространяющегося пучка и его реализация по технологии CUDA
Статья научная
Разработан векторный алгоритм метода решения уравнения Гельмгольца (BPM подход), основанный на представлении вычислений в модели SIMD (Single Instruction, Multiple Data). Реализация данного алгоритма на графическом процессоре NVIDIA GeForce GTS 250 по технологии CUDA продемонстрировала ускорение вычислений в 22,5 раза по сравнению с расчетами на центральном процессоре Intel Core Duo E7500.
Бесплатно
Векторные лазерные пучки Ханкеля с орбитальным угловым моментом
Статья научная
Получены в явном виде амплитуды всех проекций векторов напряжённости электрического и магнитного полей для семейства векторных непараксиальных вихревых пучков Ханкеля с линейной поляризацией. Тем самым получены в замкнутой аналитической форме выражения для проекций вектора Умова-Пойнтинга и вектора углового момента. До сих пор только для непараксиальных векторных пучков Бесселя и параксиальных векторных пучков Лагерра-Гаусса были аналитически получены проекции этих векторов.
Бесплатно
Вероятностные свойства контурной модели радиолокационного изображения
Статья научная
Представлены результаты исследования статистических характеристик радиолокационного изображения и математическая модель процесса формирования отсчетов яркости применительно к задачам цифровой обработки изображений. Методом имитационного моделирования проведено исследование возможности использования свойств разрывности и однородности при формировании РЛИ. Полученные характеристики свидетельствуют о возможности использования предлагаемой модели в задачах цифровой обработки изображений.
Бесплатно
