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

Куделькин В.А., Ратис Ю.Л.

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

Бессмельцев Виктор Павлович, Булушев Евгений Дмитриевич

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

Павельев Владимир Сергеевич

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

Котляр В.В., Налимов А.Г., Скиданов Р.В.

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

Чернов А.В.

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

Устинов Андрей Владимирович

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

Сергеев В.В., Титова О.А.

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

Вариационная интерпретация задачи расчёта функции эйконала из условия формирования заданного распределения освещённости

Мингазов Альберт Айдарович, Быков Дмитрий Александрович, Досколович Леонид Леонидович, Казанский Николай Львович

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

Досколович Леонид Леонидович, Мингазов Альберт Айдарович, Быков Дмитрий Александрович, Андреев Евгений Сергеевич

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

Алексеев Вадим Александрович, Головашкин Димитрий Львович

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

Котляр Виктор Викторович, Ковалв Алексей Андреевич

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

Векторный анализ интерференции парных компланарных пучков с линейной или круговой поляризацией

Хонина С.Н., Устинов А.В., Порфирьев А.П.

Статья научная

В работе с помощью формализма фокусировки Ричардса–Вольфа численно исследована многолучевая интерференция двух и четырёх световых пучков с линейной или круговой поляризацией с различной ортогональностью и ориентацией вектора поляризации. Показана возможность формирования световых полей с периодически повторяющейся структурой поляризации. В частности, установлено, что при фокусировке четырёх равноудалённых от оптической оси пучков с изменяющейся ориентацией линейной поляризации, имитирующей изменение вектора поляризации в одиночном радиально или азимутально поляризованном пучке, формируются периодические световые поля. Поляризационное распределение таких полей фактически представляет собой набор поляризационных сингулярностей, соответствующих радиально и азимутально поляризованным пучкам. Предложенный подход не требует изготовления сложных субволновых решёток, элементов на их основе или модового сложения световых полей за счёт дифракционных оптических элементов или пространственных модуляторов света. Сформированные световые поля позволяют существенно ускорить процесс лазерной обработки тонких плёнок светочувствительных материалов с целью создания массивов различных упорядоченных нано- и микроструктур.

Бесплатно

Вероятностные свойства контурной модели радиолокационного изображения

Лежанкин Б.В., Малов А.Н., Малисов Н.П., Ушаков И.И.

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

Взаимодействие двухсолитонных импульсов в нелинейноm многомодовом волноводе

Гладких А.В., Павельев В.С., Сойфер В.А.

Статья научная

В [1] проведено численное исследование эволюции амплитудных огибающих односолитонных лазерных импульсов, соответствующих модам с различными фазовыми скоростями, в нелинейном многомодовом волноводе. В данной работе приведены результаты для двухсолитонных импульсов, соответствующих различным модовым пакетам. Численно исследован эффект распада двухсолитонных импульсов на односолитонные.

Бесплатно

Взаимодействие ударных волн с дифракционными решетами

Минин И.В., Минин О.В.

Статья

Бесплатно

Визуализация трехмерных когерентных световых полей экранными регистраторами на основе рентгеночувствительных щелочно-галоидных кристаллов

Лях В.В., Малышев А.И., Пиндюрин В.Ф., Полещук А.Г., Седухин А.Г.

Статья научная

Для диапазона длин волн 0.200 - 0.486 мкм предложен высокоразрешающий метод визуализации когерентных световых полей с помощью экранных регистраторов рентгеновского излучения на основе щелочногалоидных кристаллов (LiF и NaCl). Данный метод позволяют осуществлять визуализацию в произвольных, в том числе и в продольных, срезах (сечениях) световых полей с предельным разрешением до долей микрона.

Бесплатно

Визуальная навигация автономного необитаемого подводного аппарата с глобальным поиском связей между изображениями

Камаев Александр Николаевич, Карманов Дмитрий Александрович

Статья научная

В статье рассматривается задача навигации автономного необитаемого подводного аппарата. Изображения, получаемые бортовой стереокамерой, используются для построения облаков точек, привязанных к конкретным положениям аппарата. Квантованные дескрипторы точек хранятся в метрическом дереве для организации процедуры быстрого поиска с использованием алгоритма best bin first. Связи для нового облака точек ищутся в небольшой группе облаков, которые имеют наибольшее число похожих дескрипторов, сохранённых в дереве. Таким образом, новое облако может быть позиционировано относительно других облаков без какой-либо априорной информации о положении АНПА и точности, с которой это положение известно. Это приводит к повышению надежности системы навигации, делает систему нечувствительной к пропускам данных, однотонным участкам дна и длинным проходам без пересечений собственной траектории. В статье рассматриваются алгоритмы построения облаков точек, сопоставления этих облаков, построения групп потенциально связанных облаков для ускорения процедуры глобального поиска связей. Также предлагается основной алгоритм навигации, состоящий из трёх выполняемых параллельно подпрограмм: добавление изображений в систему, обновление дерева поиска, оптимизация. Предложенный алгоритм навигации тестируется как на реальных, так и на синтетических данных. Тесты на реальных данных показывают, что траектория может быть построена даже для последовательностей с 60 % пропущенных изображений и малым или нулевым перекрытием последовательных снимков. Тесты на синтетических данных демонстрируют, что построенная траектория близка к истинной даже для длительных миссий. Средняя скорость работы навигационной системы составляет 3 кадра в секунду на процессоре среднего ценового диапазона.

Бесплатно

Визуальная оценка влияния побочных дифракционных порядков на качество изображения, формируемого рефракционно-дифракционной оптической системой

Грейсух Григорий Исаевич, Ежов Евгений Григорьевич, Казин Сергей Владимирович, Сидякина Зоя Александровна, Степанов Сергей Алексеевич

Статья научная

Исследовано влияние побочных дифракционных порядков на визуально оцениваемое качество изображения, формируемого рефракционно-дифракционной оптической системой. Показано, что если микроструктура дифракционной линзы, используемой в оптической системе, имеет пилообразный профиль, а вариации яркостей регистрируемых системой сцен не являются экстремальными, то побочные дифракционные порядки практически не снижают частотно-контрастную характеристику системы, а гало не оказывает сколь-нибудь существенного негативного влияния на визуальное восприятие изображения.

Бесплатно

1
...
26
27
28
29
30
31
32
...
В конец

Журнал