Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Информационная технология коррекции теневых искажений на цветных цифровых изображениях
Статья научная
В работе рассматривается информационная технология коррекции теневых искажений на цветных цифровых изображениях, получаемых путем фотографирования произведений живописи с целью их репродукции. Теневые искажения возникают вследствие различной интенсивности освещения картины с двух сторон. Решается задача выделения области тени и последующей цветовой коррекции в этой области. Приводятся результаты обработки реальных изображений по предложенной технологии.
Бесплатно
Информационная технология обработки данных ДЗЗ для оценки ареалов растений
Статья научная
В статье предлагается информационная технология обработки данных дистанционного зондирования Земли для оценки ареалов растений, основанная на вычислении локальных признаков, полученных по суперпиксельному представлению изображений, и кластеризации K-Means. Технология представляет собой автоматизированный способ оценки состава растительного ареала по заданной пользователем обучающей выборке. Достоинствами предлагаемой технологии являются использование меньшего объема данных для обучения, чем для поэлементной классификации, и более высокое качество классификации по сравнению с поэлементной классификацией.
Бесплатно
Статья научная
Предложен методологический подход к обработке и анализу данных оптических систем дистанционного зондирования Земли. Подход основывается на системной интеграции четырех концептуальных идей: фрактальных множеств; рекурсивных разверток; непрерывных вейвлет-преобразований; дискретных вейвлет-преобразований и позволяет повысить эффективность обнаружения аномальных сигналов в сложной фоноцелевой обстановке
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке информационной технологии раннего распознавания видов сельскохозяйственных культур по набору космических снимков на территориях масштаба региона. Раннее распознавание проводится в первой половине посевного сезона и характеризуется нехваткой наземных и космических данных для настройки алгоритмов распознавания. Предлагаемая в статье технология позволяет генерировать обучающую выборку по данным прошлых лет и использовать её для распознавания культур текущего года. Технология состоит их двух этапов. На первом этапе по данным за прошедшие годы формируются модели временных рядов, сельскохозяйственных культур и агросезонов. На втором этапе производится работа с данными текущего года. Сначала по немногочисленному набору опорных полей с известным видом культуры выбирается подходящая модель агросезона, близкая к развитию культур в текущем году, а затем по характеристикам модели агросезона генерируется обучающая выборка и выполняется распознавание культур текущего сезона. В статье оценивается качество распознавания с использованием предлагаемой информационной технологии и возможность её применения на территории региона. Для экспериментальных исследований используются данные за 2011 - 2015 годы, полученные на территории Самарской области.
Бесплатно
Информационная технология реконструкции цифровой модели местности по стереоизображениям
Статья научная
В работе рассматривается информационная технология реконструкции цифровой модели местности по паре стереоизображений. Для случая, когда параметры съёмки известны, детально рассмотрены алгоритмы сопоставления изображений с учётом эпиполярных ограничений. При сопоставлении используются весовые коэффициенты, играющие роль функции штрафа при удалении сопоставляемой точки от эпиполярной линии. Рассмотрена также реализация технологии в случае, когда параметры съёмки не известны. При этом на начальном этапе решается задача идентификации фундаментальной матрицы по соответствующим точкам. Достоинством предлагаемой технологии является отсутствие этапа ректификации изображений, вносящего дополнительные искажения, связанные с интерполяцией изображений. Приводится пример реконструкции ЦММ по космическим стереоизображениям.
Бесплатно
Использование Модулы-2 для разработки встроенных систем с программной поддержкой в ПЗУ
Статья научная
Обсуждаются преимущества использования языка программирования Модула-2 для разработки компьютерных систем с программным обеспечением в ПЗУ. Для адаптации системы программирования требуется модификация ядра и изменение порядка компоновки рабочей программы с целью разделения на область данных в ОЗУ и резидентную часть в ПЗУ. Приведены примеры двух систем на базе микроЭВМ "Электроника-60" (для автоматизации научных исследований и АСУТП), программное обеспечение которых разработано на Модуле-2 и размешено в ПЗУ.
Бесплатно
Статья научная
Описаны автономные средства автоматизации процесса первичного сбора и передачи информации на базе одноплатной микроэвм "Электроника/НЦ-80" с использованием протокола файлового обмена KERMIT.
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально исследованы различия в величинах адгезионных сил взаимодействия острия зонда атомно-силового микроскопа и очищенных поверхностей кремниевых пластин при их обработке изопропиловым спиртом и дистиллированной водой. Показано, что наличие на поверхности подложек молекул воды приводит к значительному (приблизительно в 5 раз) изменению этих сил. Установлено, что использование атомно-силового микроскопа позволяет оценивать относительную величину сил трения на малых участках поверхностей кремниевых пластин.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе исследуется влияние блоков сжатия и возбуждения на улучшение качества классификации остеоартрита при помощи сверточных нейронных сетей с архитектурами ResNet и DenseNet. Показано, что использование подобных блоков позволяет повысить качество классификации остеоартрита по шкале Келлгрена-Лоуренса на 1 - 3 % без существенной модификации традиционных схем. Также показано, что объединение 0-го и 1-го классов шкалы Келлгрена-Лоуренса в один класс позволяет на 12,74 % повысить точность автоматической классификации стадии остеоартрита, не теряя при этом значимой информации о заболевании. Наилучшая точность классификации составила 84,66 % при использовании ансамбля трех сверточных сетей с архитектурой DenseNet-121, с включенными в них блоками сжатия и возбуждения, что существенно превосходит результаты предыдущих исследований. Полученные результаты могут быть использованы как для автоматической постановки предварительного диагноза, так и в качестве вспомогательного инструмента.
Бесплатно
Использование волноводного резонанса для создания нанооптических спектральных пропускающих фильтров
Статья научная
Рассмотрена оптимизация нанооптического пропускающего спектрального фильтра. Структура рассчитанного устройства учитывает особенности последующего изготовления данного фильтра методом наноимпринтинга. Оптимизация фильтра выполнена на вычислительном кластере с использованием параллельного асинхронного стохастического метода. Приведен анализ погрешностей изготовления рассчитанной наноструктуры, которые характерны для метода наноимпринтинга.
Бесплатно
Статья научная
С использованием генетического алгоритма оптимизирована структура брэгговского световода с полой сердцевиной на максимальное отражение света от многослойной оболочки. Представлено краткое описание метода и основные результаты.
Бесплатно
Использование инфраструктуры облачных вычислений для моделирования сложных нанофотонных структур
Статья научная
Рассмотрены проблемы эффективного использования возможностей современных высокопроизводительных средств для решения задач дифракционной нанофотоники. Расчётный метод нанофотоники (метод Фурье-мод - RCWA) адаптирован к применению технологии облачных вычислений MapReduce. Для этого проведён анализ потоков данных в методе RCWA. Операции этого метода, требующие интенсивных вычислений, преобразованы в операции, требующие интенсивного обмена данными. Генерируемые массивы данных структурированы в соответствии с требованиями технологии MapReduce. Использование для расчётов инфраструктуры облачных вычислений позволяет эффективным образом решать проблемы масштабируемости и отказоустойчивости расчётных приложений. Это, в свою очередь, позволит ускорить исследования оптических наноструктур сложной формы.
Бесплатно
Статья научная
На круговой лазерной записывающей системе (Circle Laser Writing System - CLWS) были исследованы новые стеклянные пластинки прямой лазерной записи изображения (Direct Laser Write glass photoplates - DLW glass) для изготовления полутоновых фотошаблонов дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Были подмечены некоторые особенности записи на этих пластинках, проявившиеся при записи асимметричных ДОЭ. Высокое разрешение и качество записи полутонов было получено, используя особые свойства DLW glass пластинок. Приведены параметры и фрагменты полутоновых фотошаблонов бифокальной линзы и растра микролинз, синтезированных на CLWS.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен и численно исследован интегратор комплексной огибающей оптического сигнала на основе фотонно-кристаллического резонатора. Показано, что массив фотонно-кристаллических резонаторов позволяет выполнять интегрирование более высоких порядков. Рассмотрены особенности использования фотонно-кристаллического резонатора в качестве полностью оптического интегратора, в частности, влияние свободной спектральной зоны на точность интегрирования оптического сигнала. Продемонстрировано влияние значений коэффициентов связности резонаторов в массиве на точность интегрирования. Рассчитан компактный интегратор на основе фотонно-кристаллического волновода, который позволяет с высокой точностью интегрировать оптические импульсы субпикосекундной длительности.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Использование метаматериалов для управления скоростью распространения света в оптических структурах
Статья научная
В статье в геометрическом приближении показана одна из возможностей уменьшения скорости света в оптической волнонаправляющей структуре в направлении её оси за счёт использования метаматериалов в качестве элементов оптической структуры. Проводится исследование особенности распространения света в плоской модели оптической линии с оболочкой из материала с отрицательным показателем преломления. Показано, что за счёт введения метаматериала в структуре меняется характер распространения световых волн таким образом, что возможно существенное уменьшение скорости распространения света вдоль оси структуры вплоть до его остановки и изменения направления распространения света в противоположную сторону. Получены соотношения для расчёта времени прохождения луча в зависимости от геометрических и оптических параметров структуры, получены соотношения для расчёта критических параметров, условия «остановки» света.
Бесплатно
Статья научная
Методом функции размытия точки изучено качество обращения волнового фронта четырёхволновым преобразователем излучения на тепловой нелинейности. Представлены результаты анализа зависимости ширины модуля функции размытия точки (ФРТ) от угла между волнами накачки, толщины нелинейного слоя, схемы четырёхволнового взаимодействия, частотного сдвига волн накачки и их пространственной структуры.
Бесплатно
Статья научная
На основе пространственно-временной численной модели распространения лазерного пучка в условиях самовоздействия было проведено сравнение производительности различных технологий параллельных вычислений: CUDA, OpenCL, GLSL, OpenMP. Показано, что реализация расчётной схемы, основанной на методе расщепления и разложении по модам Гаусса-Лагерра, даёт наивысший прирост производительности на основе использования технологии программирования GLSL, реализованной на видеоускорителе ATI Radeon HD4890 от AMD, что в 3 раза превышает по скорости расчёты этой же задачи на базе технологии CUDA на видеоускорителе NVidia.
Бесплатно
Статья научная
Мы исследуем динамику возбуждения резонанса Фано в рамках классической модели двух линейных связанных осцилляторов. Получено точное решение для модели при затухающем гармоническом воздействии. Показана динамика роста профиля Фано под действием гармонического возбуждения. При воздействии сверхширокополосного импульса отклик системы становится универсальным и совпадает с функцией отклика. Результаты показывают, что полную характеристику системы можно получить двумя альтернативными способами: прямо измеряя отклик системы на монохроматическое поле при сканировании частоты либо регистрируя отклик на действие s-импульса. В качестве конкретного примера рассчитано зависящее от времени возбуждение резонанса в системе, состоящей из квантовой точки и металлической наночастицы. Затем показано применение расширенной модели затухающих осцилляторов с радиационной поправкой, описывающей формирование резонанса Фано в рассеянии фемтосекундного лазерного импульса на наноантенне.
Бесплатно
Статья научная
Данные дистанционного зондирования являются современным инструментом оперативного получения сведений о возможных чрезвычайных ситуациях природного характера. В статье рассматриваются возможности использования гиперспектральных данных космического аппарата «Ресурс-П» №1 для оценки состояния ледового покрова на Волге и озёрах Самарской области, а также для мониторинга экологического состояния рек и водоёмов в весенний период.
Бесплатно
