Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Статья научная
В статье рассматривается методика компенсаций аберраций волнового фронта в телескопе космического аппарата. В соответствии с предлагаемой методикой сначала выполняется расчет функции рассеяния точки для диапазона параметров температурного поля и положений зеркал. Затем выбирается наиболее близкое к измеренному расчетное значение функции рассеяния точки, которое принимается за исходное для процедуры оптимизации, в соответствии с которой определяется набор параметров, наиболее точно аппроксимирующих измеренную функцию рассеяния точки.
Бесплатно
Комплекс программ анализа дифракционных характеристик фокусаторов
Статья научная
Описывается комплекс программ анализа дифракционных характеристик фокусаторов, обеспечивающий расчет и исследование тонкой структуры светового поля в фокальной области элементов плоской оптики. Приводится математическая модель фокусаторов, на основе которой реализованы методы дифракционного расчета. Дается краткая характеристика программ и используемых методов. Представляются результаты расчетов с помощью разработанного программного обеспечения.
Бесплатно
Статья научная
Космический аппарат «Ресурс-П» позволяет проводить одновременную съёмку подстилающей поверхности мультиспектральной и гиперспектральной аппаратурой наблюдения. Получаемые мультиспектральные изображения обладают высоким пространственным, но низким спектральным разрешением. В то же время гиперспектральные данные характеризуются высоким спектральным, но низким пространственным разрешением. В статье рассматривается метод объединения гиперспектральных и мультиспектральных данных для повышения их информационных свойств.
Бесплатно
Комплексный анализ и мониторинг состояния окружающей среды на основе данных ДЗЗ
Статья научная
Исследуется проблема комплексного анализа и мониторинга окружающей среды на основе прежде всего данных гиперспектральных изображений и вариант ее решения с созданием необходимого алгоритмического обеспечения для обработки и хранения гиперспектральных изображений. Гиперспектральное изображение рассматривается как двумерное поле сигнатур пикселей. Предложены методы оценки сходства сигнатуры пикселя гиперспектрального изображения с эталоном, включающие в себя простые преобразования совмещения пикселя с эталоном: тождественное; масштабирование по амплитуде; смещение по y ; сочетание последних двух. Предложен метод кластеризации/распознавания с самообучением, определяющий значения параметров преобразования, обеспечивающего совмещение сигнатуры текущего пикселя с эталоном. Сходство с эталоном устанавливается по величине среднеквадратического отклонения. На этой основе предложен метод сжатия гиперспектральных изображений с контролируемыми потерями путем формирования базиса накоплением эталонов сигнатур и представления остальных сигнатур параметрами совмещения их с распознанным эталоном класса...
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается задача выбора алгоритмов сжатия и помехоустойчивого кодирования для передачи цифровых изображений по каналам связи. Рассмотрены критерии качества выходных изображений и предложена методика моделирования сбоев в канале связи. На примере метода сжатия на основе иерархической сеточной интерполяции показана возможность значительного повышения помехозащищенности сжатых изображений.
Бесплатно
Композиция и расчет высокоразрешающих оптических систем с градиентными и дифракционными элементами
Статья научная
Излагаются принципы композиции, методы расчета и оптимизации высокоразрешающих оптических систем, выполненных на основе градиентных и дифракционных элементов. Приведен пример их использования при проектировании гибридного объектива-монохромата.
Бесплатно
Компоновка и расчёт двухдиапазонного атермального рефракционно-линзового ИК-объектива
Статья научная
Показана возможность достижения высоких оптических характеристик и пассивной атермализации у простых по конструкции двухдиапазонных ИК-объективов при использовании в их оптических схемах рефракционных линз, выполненных из халькогенидных стекол. Даны рекомендации по компоновке оптической схемы и по получению исходных конструктивных параметров для последующей оптимизации. Достоверность и эффективность рекомендаций подтверждена результатами расчёта сверхсветосильного рефракционно-линзового объектива, работающего с излучением средне- и длинноволнового ИК-поддиапазонов и формирующего высококачественное полихроматическое изображение на матрице неохлаждаемого микроболометра в интервале рабочих температур от - 40°C до + 60°C.
Бесплатно
Статья научная
В статье производится сравнительный анализ эффективности использования двумерных дискретных ортогональных преобразований (ДОП) для сжатия изображений; приводятся несколько разверток двумерных областей, обеспечивающих низкую коррелированность трансформант при применении на них одномерных ДОП; а также исследуется возможность использования одномерных ДОП, определенных на таких развертках, в качестве альтернативы двумерным.
Бесплатно
Компьютерная диагностика новообразований на маммографических снимках
Статья научная
В работе предлагается технология компьютерной диагностики новообразований молочной железы трёх основных типов: киста, фиброаденома и рак. Отмечается, что использование такой технологии в лечебно-профилактическом учреждении при просмотре маммограмм уменьшает вероятность пропуска новообразования, находящегося на ранней стадии развития, а также сводит к минимуму субъективность постановки диагноза. Работа технологии исследуется на наборе реальных маммограмм из базы данных MIAS с известными диагнозами. Приведены результаты экспериментов, которые показывают возможность использования разработанной на основе этой технологии комплексной системы в маммографическом кабинете как для общих исследований, так и для скрининга.
Бесплатно
Компьютерная обработка сцинтиграфических изображений легких
Статья научная
Разработаны методы компьютерной обработки сцинтиграмм, которые позволяют объективизировать состояние капиллярного кровотока в легких совокупностью компьютерных параметров: спектральными характеристиками неравномерности распределения активности и показателем дефицита перфузии. Представлены результаты клинических исследований, подтверждающие высокую эффективность разработанных алгоритмов.
Бесплатно
Компьютерная оптика. Достижения и проблемы
Статья научная
Раскрывается смысл понятия компьютерная оптика (КО), показаны предпосылки ее появления и этапы развития. Выделены следующие основные направления КО: расчет, создание и исследование свойств элементов КО. Дан краткий анализ каждого из этих направлений. Элементы КО разрабатываются для рентгеновского, ультрафиолетового, видимого, инфракрасного, субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн, электромагнитных колебаний и акустических волн. Рассматриваются такие элементы КО, как зонные пластинки, киноформ, фокусаторы, анализаторы и синтезаторы модового состава, элементы Бессель-оптики, программируемые решетки и т.д. Намечены перспективы развития КО.
Бесплатно
Статья научная
Представлена компьютерная технология автоматического восстановления пространственной структуры коронарных артерий по малому числу ангиографических проекций. Технология построения пространственной структуры базируется на пространственной трассировке сосудов на основе одновременного анализа всех доступных проекций. В результате формируется векторное представление пространственных сосудов, которое в дальнейшем используется для визуализации структуры. Подробно представлены этапы восстановления, приводятся результаты работы отдельных этапов. Описывается один из методов получения пространственных координат сканирования трассы по результатам обработки двух проекций изображения. Предлагается набор основных геометрических характеристик, описывающих объекты двухмерных и трёхмерных структур. Описаны аппроксимационные методы оценивания диаметра сосудов, методы выделения центральных линий сосудов на изображениях проекций на основе вейвлет преобразования. Представлены экспериментальные исследования на модельных и натурных объектах.
Бесплатно
Статья научная
Мы предлагаем компьютерную технологию моделирования процесса формирования оптических изображений дифракционной изображающей линзой. Центральная идея технологии состоит в том, чтобы оценивать качество оптики путём сопоставления входного и выходного изображений по критериям, принятым в обработке изображений. Для этого на вход подаются, а на выходе формируются гиперспектральные изображения одинакового разрешения. При большом числе спектральных компонентов обеспечивается достаточно точное воспроизведение эффектов, связанных с зависимостью коэффициента преломления от длины волны. Для сравнения входного и выходного изображений по показателю PSNR осуществляется «сборка» обычных трёхкомпонентных RGB-изображений с использованием стандартных функций соответствия во всем оптическом диапазоне. Приводятся результаты исследования зависимости показателя PSNR от основных параметров оптической системы: фокусное расстояние, линейная апертура и количество учитываемых дифракционных порядков.
Бесплатно
Статья научная
Методом компьютерного моделирования выполнен анализ оптических характеристик ЖК-модулятора, в котором используется электрооптический эффект «гость - хозяин». В статье рассмотрены классические конструкции ЖК-модулятора, выполненные на основе планарной ячейки с различными углами закрутки структуры ЖК с поляроидом и без него. Кроме этого проанализирована конструкция ЖК-модулятора с гомеотропной ориентацией ЖК без поляроида. Даны практические рекомендации по нахождению оптимальных конструкций ЖК-модуляторов для различных конкретных задач.
Бесплатно
Компьютерный расчет оптических систем в области аберраций высших порядков
Статья научная
Обоснована целесообразность использования псевдолучей при аберрационном расчете оптических систем, включающих радиально-градиентные и дифракционные линзы. Изложена методика расчета хода псевдолучей через такие системы.
Бесплатно
Статья научная
В рамках модифицированной модели медленно меняющихся амплитуд рассмотрен процесс конвертирования вихревых пучков оптического диапазона в вихревые пучки терагерцового радиодиапазона на основе нелинейной генерации разностной частоты в среде с восприимчивостью второго порядка. Дано теоретическое обоснование закона конвертирования топологических зарядов вихревых пучков - топологический заряд выходного радиовихревого пучка равен разности топологических зарядов входных оптических вихревых пучков. Реализована компьютерная имитационная модель рассматриваемых процессов.
Бесплатно
Статья научная
В оптической системе со случайным фазовым (СФЭ) экраном в пространственно-частотной плоскости рассмотрен процесс формирования изображения интерференционной картины, локализованной в пространстве предметов. Показано, что при определенных условиях такая оптическая система может работать в качестве интерферометра сдвига, определяющего зависимость контраста полос средней интенсивности в изображении интерференционной картины от нормированной функции корреляции комплексного пропускания СФЭ. Установлена зависимость контраста полос от их периода и размеров апертуры поля зрения, зависимость оптической передаточной функции рассматриваемой системы от параметров пространственной когерентности света в пространственно-частотной плоскости системы со СФЭ.
Бесплатно