Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2511
Статья научная
В статье рассматривается задача расчета оптического элемента из двух отражающих поверхностей, формирующего заданное распределение освещенности с плоским фронтом, при условии точечного источника света. Формулируется понятие слабого решения для данной задачи, а также устанавливается эквивалентность данной задачи и задачи перемещения масс Монжа-Канторовича с некоторой функцией стоимости.
Бесплатно
Статья научная
Для успешной реализации символьного кодирования показана необходимость учёта влияния многолучевой интерференции на форму чирпированного импульса, распространяющегося по оптоволоконному тракту разветвлённой сети либо сети, содержащей активные компоненты управления. Для выявления требуемых огибающей и чирпа проведено математическое моделирование динамики формы оптического импульса в случае действия многолучевой интерференции, дисперсии, нелинейного изменения показателя преломления и затухания. Получено аналитическое выражение для комплекснозначной амплитуды импульса, минимально искажаемого в линии с единственным источником интерференции. Найдена оптимальная форма импульса по минимуму среднеквадратического отклонения выходной формы от входной для конкретного примера. Установлено, что нелинейное преломление приводит к смещению импульса в пределах 5% от длительности периода. Затухание уменьшает пиковую мощность в пределах 10%. Действие дисперсии сводится к расширению пика импульса, интерференции - к размытию его фронтов.
Бесплатно
Статья научная
Показана необходимость учёта отражённого сигнала в волоконно-оптической системе связи, использующей двустороннюю передачу на единственной длине волны. Методом дополнительного кодирования сетевых узлов предложено идентифицировать состояние «loop», отличая его от результата отражений, возникающих вследствие не идеальности волоконно-оптического тракта. Для успешной реализации данной технической идеи необходимо обеспечить неизменность передаваемого информационного параметра, заключающегося в форме огибающей мощности импульса. Проведено математическое моделирование динамики формы оптического импульса в случае действия многолучевой интерференции, дисперсии, нелинейного изменения показателя преломления и затухания. Установлено, что существенными факторами искажений являются нелинейные эффекты и дисперсия, а многолучевая интерференция проявляется в виде размытия формы действием высших порядков. В то же время действие первого интерференционного порядка может быть скомпенсировано подбором огибающей мощности.
Бесплатно
Запись оптической информации на основе полиморфизма железоникелевых сплавов
Статья научная
Обосновывается возможность записи оптической информации в регистрирующих средах принципиально нового типа, информационный слой которых может быть выполнен с использованием полиморфных сплавов на основе термогальванического явления Зеебека.
Бесплатно
Запись рельефных изображений на жидких фотополиmeризующихся композициях
Статья научная
Описан новый способ формирования рельефных полутоновых изображений. Рассмотрены физические механизмы формирования рельефа. Рассмотрено влияние режимов экспозиции на процесс рельефообразования.
Бесплатно
Запоминающие устройства с лазерной записью и термогальваническим считыванием информации
Статья научная
Рассматривается возможность создания носителей информации различных типов, рабочий слой которых может быть выполнен на основе полиморфных железоникелевых сплавов. Способность тонких пленок этих сплавов находиться в различном структурном состоянии позволяет производить запись в аналоговом и цифровом виде посредством лазерного отжига отдельных участков информационной дорожки носителя при считывании информации с помощью термогальванического эффекта.
Бесплатно
Статья научная
В рамках допущений о хорошей локализации энергии волноводных мод в тонкой плёнке и о малости по сравнению с длиной волны излучения среднеквадратичных отклонений и интервалов автокорреляции шероховатостей границ плёнки получено аналитическое решение задачи о разделении вкладов в коэффициенты затухания мод ТЕ-поляризации эффектов материального поглощения и поверхностного рассеяния света. На основе этого решения сформулирован алгоритм восстановления мнимой части комплексного показателя преломления плёнки, использующий вещественные части постоянных распространения и коэффициенты затухания двух ТЕ-мод плёнки, измеряемые методом волноводной спектроскопии. Эффективность подхода подтверждена расчётом дифракционных полей, возникающих при распространении волноводных мод вдоль плёнок с шероховатыми границами.
Бесплатно
Защита авторских прав на глубокие модели классификации изображений
Статья научная
С ростом числа задач, решаемых с помощью методов глубокого обучения, растёт потребность в защите от несанкционированного распространения такого вида интеллектуальной собственности, как предобученные модели глубоких нейронных сетей. На сегодняшний день одним из наиболее распространенных способов защиты авторских прав в цифровом пространстве является встраивание цифровых водяных знаков. При решении задачи встраивания цифровых водяных знаков важным критерием является сохранение точности прогнозов модели после процедуры внедрения защитной информации. В данной работе предлагается метод встраивания цифровых водяных знаков в модели классификации изображений, основанный на добавлении в обучающую выборку изображений, полученных путем наложения псевдоголограмм на изображения оригинального дат+асета. Псевдоголограмма - это изображение, синтезируемое на основе заданной бинарной последовательности путем расстановки импульсов, кодирующих каждый бит, в спектральной области. Согласно результатам проведенного экспериментального исследования предложенный метод позволяет сохранить качество классификации и, кроме того, сохраняет свою работоспособность независимо от архитектуры защищаемой нейронной сети. Проведённые серии атак на защищенные модели показывают, что попытки злоумышленника полностью удалить цифровые водяные знаки маловероятны без значительной потери качества прогнозов. Результаты экспериментов также включают рекомендации по выбору параметров метода, таких как размер триггерной и обучающей выборок, а также длина последовательностей, кодируемых псевдоголограммами.
Бесплатно
Статья научная
Предложены принципы построения защищённого сегмента RoF в субтерагерцовом диапазоне частот, обеспечивающего независимую оптическую модуляцию частотными свойствами радиоканала и параметром управления фазированной антенной решётки. Предложена схема построения сегмента RoF для W-диапазона. Получены результаты режима совместной передачи двух мод, одна из которых является поляризованной, режима управления частотными свойствами радиоканала, режима формирования сигнала со спиральным фронтом, режима передачи модулированного оптического сигнала совместно с поляризованным сигналом со спиральным фронтом. Проведено моделирование сигналов с заданным спин-орбитальным состоянием на основе гамильтонова подхода. Представлены результаты расчёта фазово-амплитудного фильтра.
Бесплатно
Зеркальные лазерные пучки Эйри
Статья научная
В работе рассмотрен новый тип пучков Эйри, описываемых суперпозицией ограниченных по n-му нулю (или экстремуму) смещенных и зеркально отраженных функций Эйри. Распределение таких зеркальных функций Эйри, гладко сшитых в начале координат по месту усечения, напоминает четные и нечетные моды Эрмита-Гаусса. Однако пучки, согласованные с зеркальными функциями Эйри не сохраняют свой вид в дальней зоне, а их спектр описывается косинусной функцией от нелинейного аргумента (с кубической и линейной зависимостью). При распространении зеркальные пучки Эйри демонстрируют расходимость, пропорциональную квадрату пройденного расстояния.
Бесплатно
Зонная пластинка на мембране для жёсткого рентгеновского излучения
Статья научная
Описывается моделирование и изготовление Френелевской зонной пластинки из серебра на мембране из нитрида кремния, созданной совместно ИСОИ РАН и Университетом Сэнт-Эндрюса (Шотландия), с диаметром 200 мкм, крайней зоной 287 нм (всего 176 зон, или 88 периодов), глубиной рельефа 460 нм, фокусным расстоянием 250 мм, рассчитанной для длины волны 2,29А (Cr) (энергия кванта 5,4 Кэв) и с расчётной эффективностью около 3%.
Бесплатно
Зонная структура трехмерных фотонных аппроксимантов квазикристалла
Статья научная
В работе теоретически исследована зонная структура трехмерных фотонных аппроксимантов квазикристаллов. Обнаружено, что аппроксиманты различных порядков имеют большие, почти изотропные запрещенные зоны для широкого диапазона диэлектрической постоянной. Исследовано влияние координации атомов на размер и порог фотонной запрещенной зоны. Сделан вывод о наличии полной запрещенной зоны у трехмерного фотонного квазикристалла с шестимерной объемно-центрированной кубической решеткой.
Бесплатно
Идентификация веществ по сильно искажённым ошибками измерения спектрам
Статья научная
В работе обсуждаются вопросы обнаружения веществ по их спектрам люминесценции. Рассмотрены случайные ошибки, возникающие в процессе работы измерительной фоточувствительной аппаратуры. Анализируется влияние этих ошибок на корректность работы устройств-анализаторов. Получены соотношения, позволяющие рассчитывать параметры распределения меры схожести SAM (Spectral Angle Mapper) как случайной величины. Проведено сопоставление полученных аналитических зависимостей на примере спектров, зарегистрированных при малых отношениях сигнал/шум. Получено удовлетворительное согласие теории и эксперимента. На основе этого предлагается новый метод идентификации веществ по спектрам, в котором для анализа используется проверка гипотез. Численным критерием в этом методе выступает условная вероятность измерить величину SAM с расхождением большим или равным реализованному в эксперименте. На основе этого метода строится алгоритм идентификации, который применялся для анализа спектров с малым отношением сигнал/шум. Определено, что предложенный способ распознавания спектров позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с методом прямого расчёта меры SAM.
Бесплатно
Идентификация линейной искажающей системы с использованием ранговой обработки сигналов
Статья научная
Предлагается метод "слепой" идентификации импульсной характеристики линейной системы с постоянными параметрами, использующий ранговую обработку сигналов. Метод применим в условиях, когда недоступный наблюдателю входной сигнал является кусочно-постоянным, а импульсная характеристика системы неотрицательна и ограничена по протяженности. Приводятся примеры решения задачи идентификации для случаев одномерного и двумерного сигналов.
Бесплатно
Статья научная
В статье описывается модификация метода идентификации линейной модели наблюдения, использующего соотношение между энергетическими спектрами входного и выходного изображений. Входное неискажённое изображение полагается неизвестным. В разработанной модификации метода используются известные границы объектов на изображении для построения изображения, энергетически эквивалентного (имеющего близкий энергетический спектр) исходному неискажённому изображению.
Бесплатно
Идентификация лиц в реальном времени с использованием свёрточной нейронной сети и хэширующего леса
Статья научная
В работе предлагается новый подход к построению биометрического шаблона с использованием свёрточной нейронной сети и хэширующего леса. Метод состоит из двух этапов: на первом происходит обучение свёрточной нейронной сети, далее к полученным описаниям применяется хеширующее преобразование с использованием нового предложенного метода хэширующего леса. Такой способ формирования шаблона является обобщением метода Boosted SSC ( Similarity Sensitive Coding ) для решения задачи построения оптимального хеша, учитывающего специфику задач верификации и идентификации лиц. Обучение производилось на базе лиц CASIA-WebFace, а тестирование - на базе лиц LFW. Применительно к задачам бинарного хеширования с метрикой Хемминга описанный подход позволяет получать 200-битный (25 байт) биометрический шаблон с качеством верификации 96,3 % и 2000-битный шаблон с 98,14 % на базе изображений лиц LFW. При использовании хэширующего леса с 7-битными деревьями 2000´7 достигается уровень идентификации в 93 % относительно базовых показателей свёрточной нейронной сети в 89,9%. В результате достигается скорость формирования биометрических шаблонов (описаний лиц) с частотой более 40 изображений лиц в секунду на CPU Core i7 и более 120 изображений лиц в секунду с использованием GPU GeForce GTX 650.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются особенности задачи идентификации линейных моделей искажающих систем в классе фильтров с бесконечной импульсной характеристикой при отсутствии априорной информации о распределении ошибок измерений. Развивается алгебраический подход, основанный на непосредственном уточнении вектора ошибок измерений по небольшому числу его компонент, задаваемых с использованием дополнительной информации, содержащейся в невязках. Приводятся результаты экспериментов, показывающие принципиальную возможность существенного повышения точности оценок по сравнению с обычным методом наименьших квадратов (МНК).
Бесплатно
Идентификация оптических искажающих систем с отбором информативных фрагментов изображений
Статья
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается задача параметрической идентификации по малому числу наблюдений. Развивается подход, основанный на так называемом принципе согласованности оценок. Идея заключается в поиске среди наблюдений более свободного от шума подмножества. Исследуется так называемый критерий относительной согласованности, позволяющий формировать эти подмножества при отсутствии априорной информации.
Бесплатно
