Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2553
Статья научная
В работе предложен алгоритм многошаговой кластеризации изображений лиц, предназначенный для разбиения исходной коллекции на группы похожих изображений. В основу алгоритма положена кластеризация мер близости между сегментированными по яркости изображениями. В качестве мер близости использованы евклидово расстояние и расстояние Кульбака-Лейблера. Сегментация яркости изображений и кластеризация мер их близости осуществлялись с помощью программной модели рекуррентной нейронной сети. Приводятся результаты экспериментальных исследований предложенного подхода.
Бесплатно
Кластеризация медиа-контента из социальных сетей с использованием технологии bigdata
Статья научная
Статья посвящена одной из ключевых проблем, возникающих при анализе социальных сетей, - проблеме классификации учётных записей на основе медиаконтента, загружаемого пользователями. Основными трудностями на пути решения проблемы являются гетерогенность контента (как по формату, так и по содержанию) и колоссальные объёмы анализируемой информации, что приводит к чрезмерной вычислительной сложности её обработки, а зачастую и к полной неэффективности традиционных методов анализа. В статье мы обсуждаем подход к кластеризации медиаконтента из социальных сетей на основе текстового аннотирования с использованием технологии BigData - современного и эффективного инструмента, позволяющего решить проблемы обработки данных большого объёма. Для проведения вычислительных экспериментов была собрана большая выборка разнородных изображений (фотографии, картины, поздравительные открытки и т. д.) из реальных профилей пользователей социальной сети Twitter. Проведённое исследование подтвердило высокое качество кластеризации медиаконтента, в среднем, значение ошибки составило порядка 5 %.
Бесплатно
Кластерная технология определения восстанавливающих фильтров и обработки больших изображений
Статья
Бесплатно
Когерентная суперпозиция пучков Лагерра-Гаусса с разными длинами волн: цветные оптические вихри
Статья научная
Рассчитан топологический заряд осевой когерентной суперпозиции пучков Лагерра-Гаусса разных «цветов», у каждого из которых своя длина волны и разный топологический заряд. Оказалось, что топологический заряд такой суперпозиции равен топологическому заряду пучка Лагерра-Гаусса с большей длиной волны, независимо от величины весового коэффициента этого пучка в суперпозиции и от величины его топологического заряда. Интересно, что мгновенный топологический заряд такой суперпозиции сохраняется, а распределение интенсивности (усредненное по времени) «цветного» оптического вихря меняет свою световую «гамму»: если в ближней зоне с ростом радиуса цвета световых колец (радуга) меняются согласно их топологическому заряду в суперпозиции от меньшего топологического заряда к большему, то при распространении в пространстве (в дальней зоне) с ростом радиуса цвета колец в радуге располагаются в обратном порядке от большего топологического заряда к меньшему. Показано также, что специальным подбором длин волн (синего, зеленого и красного) в трехцветной композиции однокольцевых пучков Лагерра-Гаусса можно получить на некотором расстоянии усредненное по времени световое кольцо белого цвета.
Бесплатно
Когерентность вихревых псевдобесселевых пучков в турбулентной атмосфере
Статья научная
Проведено теоретическое исследование когерентных свойств вихревых конических волн, распространяющихся в турбулентной атмосфере. При анализе использовалось аналитическое решение уравнения для поперечной функции взаимной когерентности второго порядка поля оптического излучения. Рассматривались следующие характеристики когерентности вихревых конических волн: степень когерентности, радиус когерентности, среднеквадратичный и интегральный масштабы степени когерентности. Проанализирована зависимость этих характеристик от параметров оптического излучения и турбулентной атмосферы. Отмечается наличие высокой чувствительности среднеквадратичного и интегрального масштабов степени когерентности вихревых конических волн, в отличие от радиуса когерентности этих волн, к влиянию атмосферной турбулентности.
Бесплатно
Кодирование дифракционных оптических элементов методом локального фазового скачка
Статья научная
Рассмотрен алгоритм частичного кодирования амплитуды бинарной фазой с линейной зависимостью ширины фазовой ступеньки в ячейке кодирования от величины амплитуды. Параметром степени кодирования выступает пороговый уровень амплитуды, ниже которого амплитуда кодируется в фазу, а выше которого заменяется на постоянную величину. Метод применен к расчету фазовых пространственных Фурье-фильтров, согласованных с двумерными изображениями.
Бесплатно
Кольцевое преобразование радона
Статья научная
Рассмотрено интегральное преобразование, названное кольцевым преобразованием Радона (КПР) и являющееся обобщением преобразования Радона на случай, когда интегрирование происходит не по прямой линии, а по окружности определенного радиуса. Радиус окружности является параметром преобразования. Получены выражения для КПР некоторых конкретных функций. Выведены соотношения для получения образа объекта при его сдвиге и масштабировании. Приведена оптическая схема для выполнения КПР.
Бесплатно
Комбинированные голограммные оптические элементы для индикаторов знако-символьной информации
Статья научная
В статье предложен комбинированный голограммный оптический элемент для оптических систем многоцветных индикаторов знако-символьной информации. Данный элемент сочетает в себе функции четырёхуровневых дифракционных решёток с повышенной дифракционной эффективностью и спектральных плазмонных фильтров с изменяемой полосой пропускания в зависимости от угла падения излучения. Проведённые теоретические исследования свидетельствуют о возможности объединения двух типов элементов в одной комбинированной структуре.
Бесплатно
Статья научная
С помощью интеграла Рэлея-Зоммерфельда проведено моделирование построения изображения в жёстком когерентном рентгеновском излучении (длина волны 0,229 нм) с помощью комбинированной зонной пластинки. Моделирование показало возможность улучшения разрешения по отношению к традиционной зонной пластинке Френеля почти в 10 раз (и равно 20 нм) без изменения ширины крайней зоны (205 нм). Комбинированная зонная пластинка состояла из 6 областей, работающих в 1-м, 3-м, 5-м, 7-м, 9-м и 11-м порядках дифракции. При этом энергетическая эффективность построения изображений такой комбинированной зонной пластинкой составляет 3,7 %, что на 42 % больше, чем эффективность традиционной зонной пластинки Френеля (2,6 %), работающей в третьем порядке дифракции и улучшающей разрешение только в 3 раза.
Бесплатно
Компаративная фильтрация изображений с использованием монотонных морфологических операторов
Статья научная
В работе представлен новый класс компаративных фильтров, основанных на операциях математической морфологии Серра. Как известно, операции открытия (закрытия) Серра, в отличие от рассматривавшихся ранее проекторов Пытьева, линейных диффузных и нелинейных медианных фильтров, являются монотонно неувеличивающими (неуменьшающими) фильтрами, что определяет их иные математические и прикладные свойства. Приведены результаты экспериментального исследования предложенных компаративных фильтров с различными параметрами в задаче выделения отличий на изображениях в сравнении другими морфологическими процедурами выделения отличий.
Бесплатно
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 алгоритм обнаружения аномальных особенностей в природных временных рядах
Статья научная
Предложен комплексный автоматизированный алгоритм анализа природных временных рядов и обнаружения аномальных особенностей. Алгоритм включает в себя алгоритм определения информационных компонент сигнала и алгоритм адаптивной вейвлет-фильтрации сигнала. Алгоритм определения информационных компонент сигнала выполняет подавление коррелированного шума и определение информационных составляющих сигнала. Алгоритм адаптивной вейвлет-фильтрации сигнала выполняет обнаружение аномальных особенностей и оценку их интенсивности. Данные алгоритмы могут применяться как совместно, так и независимо друг от друга. Основу алгоритмов составляют разработанные авторами правила. На основе правил оцениваются параметры пороговой функции и определяется наилучший аппроксимирующий вейвлет. В статье описаны операции комплексного алгоритма и представлена блок-схема его реализации. Также приведены результаты применения комплексного алгоритма с использованием данных вторичных космических лучей и модельных данных, построенных по их подобию. Результаты подтвердили эффективность разработанных правил и предлагаемого комплексного алгоритма.
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
