Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2553
Статья научная
В статье исследован "регулярный" метод псевдоголографического кодирования цифровых изображений относительно его устойчивости к корреляционному анализу. Рассмотрен способ восстановления закодированного изображения в случае отсутствия информации о правиле нумерации. Приведена оценка эффективности применения корреляционного анализа для задачи несанкционированного доступа и восстановления исходного изображения. Определены границы применимости "регулярного" метода псевдоголографического кодирования при решении прикладных задач.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено сравнительное численное исследование сохранения свойств отдельных пучков Лагерра-Гаусса и их суперпозиций в случайной среде. Моделирование основано на расширенном принципе Гюйгенса-Френеля. Исследования показали, что увеличение числа колец мод Лагерра-Гаусса при сохранении порядка оптического вихря позволяет увеличить отношение энергии минимального информативного коэффициента к энергии максимального паразитного коэффициента, что важно при детектировании закодированной в коэффициентах информации. Кроме того, увеличение числа колец несколько нивелирует более сильное воздействие случайных флуктуаций на пучки с высокими топологическими зарядами. Этот эффект можно объяснить структурной избыточностью многокольцевых распределений (в каждом кольце вихревая фазовая структура пучка повторяется). Аналогичный результат был получен для пучков, соответствующих двухмодовой суперпозиции. Лучший результат по сохранению информации получен для суперпозиции с дублированием информации в комплексно-сопряжённых коэффициентах, а лучшее отношение информативной энергии к паразитной было получено для пучков с наибольшей площадью поперечного распределения.
Бесплатно
Исследование фокусаторов в прямоугольник методом вычислительного эксперимента
Статья научная
Предлагаются новые решения задачи фокусировки пучка круглого сечения в прямоугольник с постоянной интенсивностью и проводится их анализ в рамках вычислительного эксперимента. В вычислительном эксперименте установлено, что теоретическая энергетическая эффективность рассмотренных фокусаторов при фокусировке в прямоугольник с размерами сторон в 10-100 раз превышающими размер дифракционного пятна составляет не менее 82%.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено сравнительное численное исследование формирования в фокальной плоскости близкорасположенных световых пятен с помощью дифракционной решётки и бинарных оптических элементов, согласованных с модами Эрмита-Гаусса. Показано, что при низких индексах мод обеспечивается хорошее качество формирования световых пятен и относительная устойчивость к хроматической дисперсии. Эксперименты с импульсным и перестраиваемым лазерами показали перспективность использования фазовых оптических элементов, согласованных с модами ТЕМ(1,0) и ТЕМ(1,1), для фокусировки в набор близкорасположенных световых пятен.
Бесплатно
Исследование фокусировки поляризационно-неоднородных лазерных пучков высокого порядка
Статья научная
Рассмотрено исследование фокусировки пучков с радиальной и азимутальной поляриза-циями, сформированных разработанной ранее оптической системой, основанной на сумми-ровании двух пучков с круговой поляризацией. Исследование проводилось методом конфокальной микроскопии. Проведённые эксперименты показали различия распределений интенсивности в фокальной области для разных типов неоднородно-поляризованных пучков и в целом согласуются с результатами проведённого численного моделирования.
Бесплатно
Исследование фокусирующих свойств зонной пластинки для жёсткого рентгеновского излучения
Статья научная
Описываются изготовление и исследование бинарной зонной пластинки из серебра на мембране из нитрида кремния с диаметром 200 мкм, крайней зоной 287 нм, глубиной рельефа 460 нм, рассчитанной для длины волны 2,29 ангстрем с расчётной эффективностью около 3 %. Экспериментально c помощью матричного детектора с элементом разрешения 13?13 мкм было обнаружено, что в зоне Френеля возникает и устойчиво сохраняется на расстоянии 20 - 60 мм (фокусное расстояние - 250 мм) центральный максимум интенсивности, который на 6 % выше окружающего фона интенсивности.
Бесплатно
Исследование формирования осевого отрезка с помощью оптимизированного бинарного ДОЭ
Статья научная
Проведено численное и экспериментальное исследование действия оптимизированного бинарного ДОЭ, предназначенного для формирования продольного отрезка с равномерной интенсивностью, в условиях изменения параметров освещающего пучка.
Бесплатно
Исследование формирования световых полей с различной скоростью вращения распределения интенсивности
Статья научная
Исследованы световые поля с различной скоростью вращения распределения интенсивности, полученные на основе оптики спиральных пучков. Изучено влияние параметров освещающего пучка на качество генерации исследуемых световых полей. Поля формировались с помощью фазового пространственного ЖК-модулятора HOLOEYE HEO-1080. Экспериментальные результаты согласуются с расчётными.
Бесплатно
Исследование фотограмметрических изображений с помощью матриц вероятностного распределения яркости
Статья научная
В работе исследуется возможность применения статистических текстурных признаков для анализа фотограмметрических изображений. Текстурные признаки рассчитывались на основе матриц вероятностного распределения яркости. Для анализа изображений производится построение полей текстурных признаков с использованием алгоритмов рекурсивного пересчёта признаков и самой матрицы. Дальнейшая обработка текстурных полей позволяет выделить объекты и реперные знаки на изображениях. В работе исследована точность алгоритмов и их устойчивость к аддитивному шуму.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе описан синтез и измерены оптические характеристики азополимера на основе поли-N-эпоксипропилкарбазола и хромофора 4-(4-нитрофенилазо)-анилина, Найдены закономерности в формировании поверхностных микроструктур под действием Гауссова пучка, сфокусированного на плёнке синтезированного полимера. Продемонстрировано анизотропное формирование поверхностных микроструктур при линейной поляризации лазерного излучения. Изучена зависимость образования микроструктуры от плотности мощности пучка, а также экспериментально исследованы нелинейные оптические эффекты, возникающие в структуре азополимера под действием высокоинтенсивного лазерного луча. Описаны нелинейные эффекты, возникающие при образовании микроструктур при помощи пучков с линейной и эллиптичной поляризацией.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе осуществляется синтез многоканального фазового фильтра для разложения световых полей по базису обобщённых мод Гаусса-Лагерра, Ψnm(r, .), 0.n,|m|.N. Фильтр позволяет осуществлять селекцию любой из 9-ти наперёд заданных мод. Вклад той или иной моды в анализируемом изображении можно определить по величине корреляционного пика в фокальной плоскости в соответствующем дифракционном порядке. Проведено исследование по выбору оптимального радиуса плоского и гауссовского освещающих пучков. Приведены результаты численного моделирования эксперимента по селекции заданных мод в лазерном пучке, представляющем собой линейную комбинацию мод ГауссаЛагерра. Предложен алгоритм оценки отклонений экспериментально полученных изображений от теоретических; приведены результаты его программной реализации в полуавтоматическом режиме. Проводится оценка геометрической погрешности экспериментальных изображений.
Бесплатно
Исследование характеристик оптических стекол при воздействии факторов космического пространства
Статья научная
В работе приводится описание оптико-электронного устройства ДЧ-ОПТИКА, разработанного авторами статьи и предназначенного для экспериментального исследования изменения оптических свойств стекла при воздействии на поверхность потоков высокоскоростных пылевых частиц микронных размеров. Устройство позволяет в автоматическом режиме измерять индикатрису рассеяния и коэффициент спектрального пропускания для каждой точки образца с шагом 0,5 мм. Особенностью разработанного устройства являются малые габариты и возможность работы в вакууме, что позволяет использовать его в камере ускорителя для моделирования факторов космического пространства. Приведены результаты эксперимента на ускорителе микрочастиц для стекла К-8 с использованием алюминиевой пудры ПАП-1 с характерным размером 1-3 мкм и скоростями 2-8 км/с. Устройство позволяет измерять изменение спектрального пропускания прозрачных материалов в области UV и RGB с точностью 0,005 %, что превосходит чувствительность некоторых известных спектрофотометров.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены варианты использования полупроводниковых оптических усилителей в системах волоконно-эфирной структуры. Получены теоретические оценки параметров работы оптического усилителя, модулятора и детектора, реализованных на базе полупроводникового оптического усилителя, а также оценки параметров этих устройств при использовании полупроводникового оптического усилителя в качестве единого многофункционального оптического устройства: усилитель-модулятор-детектор.
Бесплатно
Статья научная
Разработка автономных транспортных средств является современным трендом как теоретических, так и практических исследований. Управление автономными транспортными средствами в рамках интеллектуальной транспортной системы позволит значительно сократить уровень дорожных заторов и уменьшить длительность поездок в сети. В работе рассматривается метод резервирования маршрутов движения для управления городским трафиком. В рамках рассматриваемого метода каждое транспортное средство резервирует пространственный и временной слот на дорожном сегменте, входящем в его маршрут, что позволяет прогнозировать загрузку сегментов и находить кратчайший путь с большей точностью. Предложено использовать процедуру перестроения маршрута для повышения качества маршрутизации. Экспериментальное исследование метода маршрутизации проведено с помощью микроскопического моделирования движения транспортных средств.
Бесплатно
Исследование электромагнитного поля в одномерных фотонных кристаллах с дефектами
Статья научная
Проведены расчеты с использованием метода трансфер матриц одномерных фотонных кристаллов с элементами беспорядка и наличием дефектов. Амплитуда сигнала электромагнитного поля внутри структуры при частоте дефектной моды выше, чем в случае с другими частотами. Если дефект расположен в центре кристалла, сохраняется вероятность усиления амплитуды сигнала, несмотря на наличие разупорядоченности по толщинам слоев. При увеличении числа слоев в кристалле поле на дефекте усиливается в несколько раз.
Бесплатно
Статья научная
В работе оценивается предел эффективности адаптивных схем интерполяции, используемых в технологии иерархической компрессии изображений. Предлагается новый адаптивный алгоритм интерполяции, основанный на использовании нескольких интерполирующих функций и параметризованного правила переключения между ними. Производится сравнение разработанного алгоритма интерполяции с известными.
Бесплатно
Исследование эффективности активно-импульсного метода обнаружения световозвращающих объектов
Статья научная
Данная статья посвящена экспериментальному исследованию эффективности аппаратно-программных средств лазерной импульсной локации без применения электрооптического преобразователя в качестве внешнего затвора. Система предназначена для обнаружения световозвращающих объектов, в т.ч. оптических и оптико-электронных приборов наблюдения. Приведены результаты измерений на многоплановой сцене в зависимости от положения активной зоны видимости лазерной импульсной локации. Показана возможность определения расстояний до объектов за счет обработки последовательностей изображений, полученных при сканировании сцены по дальности и квадратичной аппроксимации полученных значений сигналов с расчетом координат их максимумов. Предложены и продемонстрированы алгоритмы обработки регистрируемых изображений с целью обнаружения слабоконтрастных объектов (с низким показателем световозвращения) на сложном фоне.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены экспериментальные исследования эффективности алгоритмов компрессии изображений на основе обобщенных вейвлет-базисов Хаара, с точки зрения качественных параметров компрессии, адаптивного выбора вейвлет-базиса и визуального качества восстановленных изображений.
Бесплатно
Исследование эффективности восстановления кам-символов неполной длительности в OFDM-сигнале
Статья научная
Рассматривается задача восстановления данных, передаваемых при помощи технологии OFDM, по не полностью принятому сигналу. Теоретически данный подход способен повысить стойкость декодера к потере части переданного сигнала. В статье дана математическая постановка задачи восстановления КАМ-символов неполной длительности в OFDM-сигнале, а также рассматриваются несколько методов её решения: метод регуляризации, итерационный метод на базе быстрого преобразования Фурье, градиентный метод на основе обучения по примерам, расчёт обратного оператора. Исследуется их эффективность, а также эффективность использования одновременно нескольких методов для повышения точности восстановления данных. Представленные в работе результаты численных экспериментов подтверждают практический потенциал предложенного подхода.
Бесплатно
Исследование эффективности двумерных параллельно-рекурсивных КИХ-фильтров
Статья научная
Исследуется эффективность двумерных параллельно-рекурсивных цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой в различных задачах обработки изображений. Для задач аппроксимации импульсных характеристик линейных систем, восстановления сигналов и обнаружения объектов построены зависимости эффективности обработки от вычислительной сложности. Продемонстрированы существенные преимущества рассматриваемых фильтров перед традиционными фильтрами, реализуемыми в форме прямой свертки.
Бесплатно
