Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2382
Статья научная
Статья посвящена взаимосвязанным проблемам выделения единиц знаний из множества (корпуса) тематических текстов анализом релевантности исходной фразе и полноты отражения в исходных фразах выделяемого фактического знания. Данные проблемы актуальны для построения систем обработки, анализа, оценивания и понимания информации. Конечной практической целью здесь является поиск наиболее рационального варианта передачи смысла средствами заданного естественного языка для последующей фиксации фрагментов знаний в тезаурусе и онтологии предметной области. При этом релевантность текста по описываемому фрагменту знания (включая формы выражения в языке) определяется совместным использованием оценки силы связи встречающихся в его фразах сочетаний слов исходной фразы и разбиением этих слов на классы по значению меры TF-IDF относительно текстов корпуса. В настоящей работе рассматривается расширение связей слов от традиционных биграмм до трёх и более элементов для выделения составляющих образа исходной фразы в виде сочетаний связанных по смыслу слов (с привлечением базы известных синтаксических отношений и без использования таковой). С целью более полного описания выделяемого в текстах корпуса фрагмента экспертного знания вводятся в рассмотрение совокупности исходных фраз, взаимно эквивалентных либо дополняющих друг друга по смыслу и представляющих единый образ. По сравнению с поиском составляющих рассматриваемого образа на готовом синтаксически размеченном текстовом корпусе предложенный метод позволяет в среднем в 17 раз сократить выход фраз, не релевантных исходным ни по описываемому фрагменту знания, ни по языковым формам его выражения.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена проблеме выделения единиц знаний из множеств (корпусов) тематических текстов. Данная проблема актуальна для построения систем обработки, анализа, оценивания и понимания информации, в частности, изображений. Конечной практической целью здесь является поиск наиболее рационального варианта передачи смысла средствами заданного естественного языка (ЕЯ) для последующей фиксации фрагментов знаний в тезаурусе и онтологии предметной области (ПО). В настоящей статье разбиением слов исходной фразы на классы по значению меры TF-IDF относительно текстов корпуса решается задача поиска в корпусе фраз, максимально близких исходной по описываемому фрагменту фактического знания и формам его выражения в языке.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена взаимосвязанным проблемам выделения единиц знаний из множества (корпуса) тематических текстов и отбора текстов в корпус анализом релевантности исходной фразе. Данные проблемы актуальны для построения систем обработки, анализа, оценивания и понимания информации. Конечной практической целью является поиск наиболее рационального варианта передачи смысла средствами заданного естественного языка для последующей фиксации фрагментов знаний в тезаурусе и онтологии предметной области. При этом релевантность текста по описываемому фрагменту знания (включая формы выражения в языке) определяется суммарной численной оценкой силы связи встречающихся в его фразах сочетаний слов исходной фразы. В настоящей работе рассматриваются известные варианты такой оценки и особенности их использования для выделения составляющих образа исходной фразы в виде слов и их сочетаний в текстах при формировании тематического текстового корпуса. По сравнению с поиском совокупностей указанных составляющих на синтаксически размеченном текстовом корпусе, предложенный в работе метод отбора текстов позволяет в среднем в 15 раз сократить выход фраз, не релевантных исходной ни по описываемому фрагменту знания, ни по языковым формам его выражения.
Бесплатно
Статья научная
Исследование посвящено анализу аберрации волнового фронта при изменении кривизны поверхности роговицы человеческого глаза. Анализ выполнен на основе представления аберраций передней и задней поверхности роговицы в виде суперпозиции функций Цернике. Объектом исследования являются весовые коэффициенты полиномов Цернике. Данные были получены в ряде клинических испытаний в глазной клинике Бранчевского. Был проведен анализ наиболее информативных весовых коэффициентов с точки зрения классификации пациентов по определённым диагнозам. Было произведено сравнение результатов классификации по тридцати признакам как на передней, так и на задней поверхности роговицы, а также по наиболее информативным признакам. Ранжирование признаков осуществлялось по критерию информативности для решения конкретной задачи классификации. При проведении исследований информативность оценивалась на основе значений критерия разделимости. Дополнительная оценка информативности проводилась путём вычисления ошибки классификации методом К-средних. В результате анализа выделены базисные функции Цернике, наиболее информативные для определённых патологий глаза.
Бесплатно
Выделение контуров костей коленного сустава на медицинских рентгенограммах
Статья научная
Важным шагом в автоматическом анализе медицинских рентгенограмм является детектирование интересующих объектов. Однако медицинские рентгенограммы зачастую имеют низкую контрастность и варьирующуюся в широких пределах цветовую гамму, что затрудняет их анализ традиционными методами, которые в своей работе опираются на конкретные критерии однородности регионов. В данной работе мы предлагаем подход к выделению контуров объектов, не требующий критерия однородности. Метод основан на выделении фрагментов границ и устранении разрывов между фрагментами границы одного объекта. Нами был предложен численный критерий для определения точности соответствия полученного контура описываемому объекту. Полученные результаты могут применяться для диагностики отклонений, болезней, а также использоваться как промежуточный результат для более интеллектуальных методов анализа изображений.
Бесплатно
Выделение контуров на изображениях с помощью алгоритма кластеризации
Статья научная
В статье предложен алгоритм выделения контуров на изображениях на основе его кластеризации. При кластеризации осуществляется разбиение изображения на односвязные области по цвету. В качестве контуров рассматриваются границы областей. Предложенный подход позволяет получать чётко выделенные границы без размытия. Алгоритм обладает высокой устойчивостью к импульсным шумам.
Бесплатно
Статья научная
Представлены алгоритмы сегментации подстилающей поверхности на основе модели системы со случайной скачкообразной структурой со сглаживанием достаточной статистики. Методом имитационного моделирования проведено исследование эффективности алгоритмов сегментации по выделению малоразмерных объектов. Полученные характеристики позволяют сравнить эффективность различных алгоритмов и определить ограничения на размеры сегментируемых участков объектов.
Бесплатно
Выделение отличий на изображениях с помощью референтных EMD-фильтров
Статья научная
Ранее для задачи выделения отличий в случае существенного изменения как яркости, так и геометрии наблюдаемой сцены была предложена морфологическая схема анализа изображения, основанная на диффузных и референтных мозаичных фильтрах, определяемых тепловыми ядрами сходства областей разбиения кадра. В данной работе для реализации этой схемы предлагаются оригинальные референтные EMD-фильтры, основанные на определении оптимальных матриц взаимного сходства мозаичных форм методом линейного программирования. Рассмотрены теоретические аспекты проективных EMD-морфологий мозаичных изображений, приводится алгоритм морфологического выделения отличий на мозаичных изображениях на основе референтных EMD-фильтров и результаты его работы.
Бесплатно
Выделение отличий на мозаичных изображениях на основе референтных фильтров
Статья научная
Статья посвящена обоснованию и развитию новой техники построения компаративных диффузных морфологий на основе фильтров, допускающих геометрические изменения в изображениях сцены. Предложены две альтернативные трактовки морфологического проектора Пытьева, ведущие к двум разным способам понимания формы - «абсолютному» и «относительному». Рассмотрена диффузная морфология на основе суперпозиции двух пытьевских проекторов на мозаичные формы. В качестве обобщения данного приёма предложена диффузная морфология на основе референтных фильтров. Показано преимущество использования данной диффузной морфологии по сравнению с традиционной проективной морфологией Пытьева в задачах выделения изменений в сцене наблюдения в случае небольших сдвигов камеры.
Бесплатно
Выделение сезонно-однородных областей на основе анализа временных серий спутниковых изображений
Статья научная
В работе рассматривается метод сегментации временных серий спутниковых изображений, позволяющий использовать разновременную информацию при формировании границ сегментов. Метод выделяет однородные объекты со схожей временной динамикой дистанционных характеристик, небольшими порциями анализируя значительные по объёму массивы разновременных входных данных, позволяя получать целостный результат сегментации на протяженные территории. Логика формирования сегментов максимально упрощена для обеспечения минимального времени работы, при этом точность проведения границ достаточна для решения задач мониторинга и распознавания быстроменяющихся типов растительного покрова, таких как сельскохозяйственная растительность. Описанный метод сегментации в настоящее время используется в автоматических алгоритмах оперативного анализа спутниковых данных, разработанных в ИКИ РАН для распознавания и оценки состояния растительности на больших территориях, в частности, озимых, яровых культур, используемых пахотных земель. Возможность установления границ сегментов в условиях наличия пропущенных значений во временных сериях данных позволяет рассчитывать и восстанавливать недостающие измерения на основе спектрально-временных связей между пикселями сегмента. Устойчивость метода к шуму в исходных данных дистанционных наблюдений может быть использована для его подавления, что показано на примере радиолокационных изображений.
Бесплатно
Статья научная
В соответствии с теоретическими представлениями космические мазеры могут испытывать воздействие периодических гравитационных волн, испускаемых тесными двойными звездными системами. При выполнении некоторых условий возможно возникновение оптикометрического параметрического резонанса - эффекта нулевого порядка по малой амплитуде гравитационной волны, проявляющегося в возникновении специфической периодической составляющей интенсивности сигнала космического мазера. Этот сигнал является сложным, и для выделения требуемой составляющей необходима специальная методика. В работе представлены результаты поиска и обнаружения такой составляющей в сверхбыстрых флуктуациях излучения космических мазеров.
Бесплатно
Выделение центров полос на интерферограмме
Статья научная
Приводится описание методики выделения центров полос на интерферограмме. Описываются алгоритмы выделения центров полос и скелетизации. Алгоритм выделения центров основан на локальной аппроксимации функции яркости квадратичной формой. Утончение полос производится логическим фильтром с окном 3x3. Приводятся результаты обработки голографических интерферограмм, полученных методом усреднения во времени на персональных ЭВМ типа IBM PC, оснащенных специализированным устройством ввода-вывода изображений.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается вопрос формирования требований к мультиспектральным данным дистанционного зондирования Земли при экспертизе зарастания пахотных земель древесно-кустарниковой растительностью с применением авторской технологии анализа состава растительных сообществ, основанной на суперпиксельной сегментации. Исследование производится по двум наземным контрольно-измерительным площадкам с использованием доступных данных дистанционного зондирования Земли высокого разрешения. В статье рассматривается влияние пространственного разрешения, комбинаций спектральных каналов, а также сезонов съёмки на качество оценки элементарных классов растительности, составляющих основу растительного сообщества - залежь, по мультиспектральным данным дистанционного зондирования Земли. В ходе исследований было показано, что для определения древесно-кустарниковой растительности эффективнее использовать данные дистанционного зондирования Земли, полученные в осенний период, а именно во второй половине сентября...
Бесплатно
Высокоапертурная металинза для формирования обратного потока энергии
Статья научная
По технологии электронной литографии и ионного травления в тонкой плёнке аморфного кремния толщиной 130 нм изготовлена вихревая металинза диаметром 30 мкм с фокусным расстоянием, равным длине волны 633 нм, состоящая из 16 секторов субволновых бинарных решёток с периодом 220 нм. Уникальность такой металинзы в том, что при освещении её светом с левой круговой поляризацией формируется вихревой пучок с топологическим зарядом 2 и левой круговой поляризацией, а при освещении её светом с линейной поляризацией формируется векторный цилиндрический пучок второго порядка. Вблизи фокуса на оптической оси в обоих случаях (и для линейной, и для круговой поляризации) будет формироваться обратный поток энергии. Измеренные с помощью сканирующего ближнепольного оптического микроскопа распределения поперечной интенсивности вблизи фокуса металинзы качественно согласуются с распределениями ин-тенсивности, рассчитанными FDTD-методом. Это подтверждает, что в фокусе такой металинзы имеет место обратный поток энергии. Металинза, формирующая обратный поток вблизи фокуса, изготовлена и исследована впервые.
Бесплатно
Статья научная
Продемонстрированы высокодобротные резонансы Фано, а также эффекты, подобные электромагнитно-индуцированной прозрачности, возникающие в изогнутом волноводном резонаторе Фабри-Перо с зеркалами с переменным коэффициентом отражения. Показано, что данные эффекты возникают в результате связи фундаментальной моды сердцевины изогнутого световода с оболочечными модами шепчущей галереи. Исследовано влияние основных геометрических параметров резонатора на особенности в его спектрах отражения и пропускания. Полученные результаты могут найти применение при создании новых функциональных элементов фотоники на основе изогнутых волноводов, в частности, высокочувствительных портативных рефрактометров для био- и хемосенсорных систем, а также оптических датчиков механических воздействий.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается проблема высоконадежной биометрической аутентификации на основе преобразователей тайных биометрических образов в длинный ключ или пароль, а также их тестирования на сравнительно малых выборках (тысячи образов). Статические образы являются открытыми, поэтому при удаленной аутентификации доверие к ним ограничено. Описан процесс вычисления биометрических параметров голосового и рукописного паролей, предложен метод автоматического формирования гибкой гибридной сети, состоящей из нейронов различного типа, и абсолютно устойчивый алгоритм ее обучения на малых выборках «Свой» (7-15 примеров). Предложен метод обученного гибридного преобразователя «биометрия-код» от извлечения знаний. Достигнуты низкие показатели FAR.
Бесплатно
Статья научная
Непрерывное совершенствование методов регистрации, обработки и хранения визуальной информации приводит к необходимости улучшения технических характеристик систем цифровой обработки изображений. В данной работе предлагаются новые высокопроизводительные архитектуры цифровых фильтров для обработки изображений по методу Винограда с вычислениями в системе остаточных классов с модулями специального вида. Для оценки производительности и аппаратных затрат предложенных архитектур проведено аппаратное моделирование с использованием программируемых логических интегральных схем в среде автоматизированного проектирования Xilinx Vivado 2018.3 для целевой платы Artix-7 xc7a200tffg1156-3. Результаты аппаратного моделирования показали, что предлагаемые архитектуры цифровых фильтров повышают производительность до 5,42 раза по сравнению с известными методами за счет увеличения аппаратных затрат. Результаты данного исследования могут быть использованы при проектировании сложных систем обработки и анализа изображений, с целью увеличения их производительности.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача уменьшения толщины линий рисунка контактных масок, используемых при формировании микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ) и получаемых при помощи лазерной абляции тонких плёнок тугоплавких металлов. Для получения контактной маски ДОЭ на молибденовых плёнках толщиной порядка 40 нм с применением лазерной абляции записаны шаблоны с элементами рисунка шириной 0,25 – 0,3 мкм. Это примерно в 3 раза меньше характерных размеров, полученных методом термохимической записи на плёнках хрома аналогичной толщины в стандартном технологическом процессе. Ионно-реактивным травлением в индуктивно связанной плазме через такую маску был сформирован микрорельеф высотой до 300 нм в кварцевой подложке. Показана перспективность применения тонких плёнок молибдена в качестве металлизированных масок при формировании микрорельефа ДОЭ.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается новый метод детектирования пассивного цветового маркера по последовательности видеокадров. Предлагаемая технология позволяет восстанавливать положение маркера с субпиксельной точностью в реальном времени. Такая точность имеет высокую ценность для решения ряда прикладных задач, в том числе в задачах анализа дорожной ситуации.
Бесплатно
