Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2511
Статья научная
В статье предложен метод оценки эффективности систем распознавания текстовых меток на сложном фоне, структура которых включает в себя алгоритмы локализации, сегментации, распознавания и принятия решений. Процесс обработки системой отдельных изображений представлен как последовательность событий вида «алгоритм дал правильный (неправильный) ответ», на основе которых сформирована диаграмма всех возможных последовательностей этих событий - дерево вероятностных характеристик. С использованием дерева определена функциональная зависимость вероятностных характеристик и производительности всей системы распознавания от характеристик отдельных алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод определения структуры и оценки параметров оптико-электронного тракта (ОЭТ). В основу метода положен анализ перепада яркости на границах изображений объектов, используемый для получения реализации сечения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ОЭТ. Принцип работы метода, позволяющий осуществлять оценку параметров ОЭТ, заключается в минимизации показателя, характеризующего интегральную величину отклонения реализаций сечений АЧХ ОЭТ от математической модели АЧХ, известной с точностью до этих параметров. Экспериментальное исследование иллюстрирует эффективность предложенного метода оценки структуры и параметров ОЭТ и границы его применения.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен новый метод параметрической оптимизации систем распознавания текстовых меток на видеоизображениях. Оптимизируются параметры, управляющие разме-рами списков решений, передаваемых между алгоритмами системы распознавания. Метод требует невысоких вычислительных затрат по сравнению с непосредственным расчетом критериев оптимальности каждой комбинации параметров. Приведены результаты исследований по оптимизации системы распознавания идентификационных номеров железнодорожного транспорта, подтвердившие целесообразность применения метода на практике.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается разработка метода позиционирования мобильного устройства с использованием сенсорной сети BLE-маяков, аппроксимации значений уровней сигналов RSSI и искусственных нейронных сетей. Целью работы является разработка метода позиционирования средств малой механизации на промышленных предприятиях для построения систем безлюдного контроля движения изделий. Работа разделена на четыре основные части: синтез данных, фильтрация сигнала, выбор BLE-маяков, перевод значений уровней сигналов RSSI в расстояние и мультилатерация. Предложен упрощенный фильтр Калмана для фильтрации входного сигнала для подавления гаусовского шума. Приведено описание двух подходов к переводу уровня сигнала RSSI в расстояние: экспоненциальная функция аппроксимации с коэффициентом детерминации 0,6994 и искусственная нейронная сеть прямого распространения. Сравнение результатов работы этих подходов производилось на нескольких тестовых выборках: обучающей, тестовой на известном расстоянии (0 - 50 метров) и тестовой на неизвестном расстоянии (60 - 100 метров). В результате искусственная нейронная сеть показала лучший результат во всех экспериментах, кроме тестовой выборки на известном расстоянии (0 - 50 метров), уступив функции аппроксимации на 0,02 м2 среднеквадратичной ошибки, чем можно пренебречь. Предложен алгоритм позиционирования мобильного устройства на основе метода мультилатерации. Экспериментальные исследования разработанного метода показали, что ошибка позиционирования не превышает 0,9 метра в контролируемом помещении размером 5 × 5,5 метров. Точность позиционирования мобильного устройства с использованием предлагаемого метода в проведенном эксперименте выше на 40,9 %. Также проведены экспериментальные исследования в помещении 58,4 × 4,5 м, показавшие более точные результаты по сравнению с аналогичными исследованиями.
Бесплатно
Метод поиска особых точек дактилоскопических изображений с использованием поля направлений
Статья
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена решению задачи поиска похожих последовательностей кода в исполняемых бинарных файлах. Предлагается метод решения, при котором промежуточное векторное описание функции формируется на основе сравнения пространственного положения каждой из функциональных групп команд процессора данной функции и функций некоторой «базисной» библиотеки. Размерность полученного таким образом вектора понижается, и полученное окончательное описание используется для осуществления поиска. Представлены результаты экспериментальных исследований, демонстрирующие работоспособность данного метода. Исследована эффективность данного метода в сравнении с некоторыми ранее известными методами поиска похожих последовательностей кода, даны рекомендации по выбору параметров разработанного метода.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложен и реализован метод двухэнергетической КТ, позволяющий контрастно выделить одно вещество относительно другого, для случаев, когда вещества имеют близкие химические составы и плотности. В данном случае прямое применение стандартных методов двухэнергетической КТ не позволяет однозначно провести идентификацию искомого вещества в силу того, что рентгеновские источники излучают не монохроматическое излучение, и изменение толщины объектов приводит к существенному поглощению низкоэнергетической части спектра излучения. Это нарушает пропорциональность поглощения веществами излучения разного энергетического состава. В статье обосновано использование конструктивного решения для снижения влияния переменной толщины объектов на поглощение низкоэнергетического рентгеновского излучения. Это позволяет проводить двухэнергетическое преобразование не КТ-срезов, а преобразование синограмм, полученных при разных энергетических спектрах рентгеновского излучения. После реконструкции двухэнергетической синограммы на КТ-срезе однозначно выделяется искомое вещество. В работе показана успешная реализация данного метода на примере частиц берилла, вмещенных в мусковит. На КТ-срезах, полученных после реконструкции двухэнергетических синограмм, контрастно выделены частицы берилла с размерами от 1 мм при общей толщине образца 30 мм.
Бесплатно
Метод получения незашумлённого изображения на основе обработки видеопоследовательности
Статья научная
Предложен метод обработки видеопоследовательности с целью получения одиночного незашумлённого изображения. Разработан алгоритм совмещения изображений на основе подходов поиска точечных соответствий и повышения разрешающей способности. Разработан алгоритм сложения множества изображений с целью получения одиночного незашумлённого изображения. Проведены экспериментальные исследования предложенного метода.
Бесплатно
Метод предварительного кодирования изображений в корреляционно-экстремальных системах
Статья научная
Цель исследования - отыскание метода предварительной обработки изображений для применения корреляционно-экстремального метода сопоставления разнородных изображений в системах технического зрения. Предложен теоретико-информационный метод предобработки изображений, основанный на энтропийном кодировании. Проведены исследования данного метода, которые показали, что изображения одной и той же сцены, полученные в различных условиях, после предварительного кодирования демонстрируют более высокий коэффициент корреляции, чем исходные.
Бесплатно
Статья научная
Прогнозирование изменений параметров временных рядов является актуальной задачей при мониторинге исследуемых процессов в цифровых информационных системах управления при исследовании проблем увеличения горизонта предсказания и минимизации погрешности прогноза. В работе исследуются алгоритмы прогноза, основанные на моделях, воспроизводящих динамику временного ряда в форме искусственных нейронных сетей. Получены уравнения функционирования и обучения искусственной нейронной сети в матричной форме, получен алгоритм обратной подстановки, с помощью которого можно увеличить глубину прогноза. В работе представлено решение задачи прогноза, состоящее в нахождении оценок предсказания посредством минимизации функции потерь - квадрата нормы отклонения оценок от наблюдаемых значений временного ряда и в определении коэффициентов модели алгоритмом обучения искусственных нейронных сетей итерационным методом обратного распространения ошибок. Применение разработанных алгоритмов позволило построить структурную схему реализации нейросетевого прогнозирования, с помощью которого можно получить достаточно точное представление об изменениях параметров временных рядов в системах мониторинга исследуемых процессов по критериям длительности и минимизированной погрешности получения прогноза.
Бесплатно
Метод пространственного восстановления коронарных артерий по малому числу ангиографических проекций
Статья научная
В статье рассматривается компьютерная технология полностью автоматического восстановления пространственной структуры коронарных артерий по малому числу ангиографических проекций. Предлагаемая методика восстановления состоит из четырех предварительных этапов анализа изображений проекций и этапа непосредственного построения пространственной структуры. Метод построения структуры базируется на последовательном получении пространственной трассы сосудов на основе одновременного анализа всех доступных проекций. В статье подробно рассматриваются этапы восстановления, приводятся результаты работы отдельных этапов. В результате формируется структура, содержащая векторное представление пространственных сосудов, которая в дальнейшем используется для визуализации. В статье приводятся результаты восстановления пространственной структуры фантомных объектов и левой коронарной артерии.
Бесплатно
Метод разложения изображения по топологическим признакам
Статья научная
В статье предложен новый метод для разложения изображения на отдельные объекты интереса. В основе разработанного метода лежит использование персистентной гомологии. Показан процесс прямого и обратного преобразования изображения. Исходное изображение после прямого преобразования представляется как набор матриц, которые можно разделить на основные и детализирующие. Основные матрицы содержат информацию об основной структуре объектов на изображениях, а детализирующие включают данные о деталях этих объектов, а также о мелких объектах или шумовой составляющей. Показано, что существует определенная аналогия с Wavelet-преобразованием, но в основе предлагаемого метода заложена принципиально другая теоретическая база. Подробно описан численный пример, отражающий основную суть метода. Описаны свойства разложения, а также возможность использования стандартных алгебраических операций над матрицами разложения. Обратное преобразование позволяет учесть измененные свойства отдельных объектов и синтезировать новое изображение. Продемонстрированы перспективы применения разложения для решения практических задач. Разработаны алгоритмы для бинаризации изображений и удаления текста на неоднородном фоне. Анализ и обработка данных ведется с единых позиций в пространстве матриц разложения. Результаты бинаризации показали, что в сравнении с аналогами разработанный алгоритм покажет себя наилучшим образом в ситуациях, когда бинаризация применяется для выделения множества отдельных объектов. Полученные результаты алгоритма удаления текста на неоднородном фоне подтверждают, что информация полностью удаляется, не задевая остальные области на изображениях.
Бесплатно
Метод расчета резонансных частот ТЕМ-камеры
Статья научная
Предложен метод расчета резонансных частот и частотных характеристик объемных резонаторов на запертых модах с использованием многомодовых матриц рассеяния. С использованием этого метода выявлены собственные типы волн, обусловливающие резонансы в ТЕМ-камере, определены ее резонансные частоты.
Бесплатно
Метод расчета функции рельефа отражательной дифракционной решетки в приближении Рэлея
Статья
Бесплатно
Метод расчёта вторичной оптики светодиодов для автомобильных фар дальнего света
Статья научная
В данной работе представлен аналитический метод расчёта оптического элемента, формирующего диаграмму направленности, удовлетворяющую требованиям для автомобильных фар дальнего света. Оптический элемент состоит из коллиматора, работающего по принципу полного внутреннего отражения, и микролинзового массива, расфокусирующего световой пучок в горизонтальном направлении и создающего требуемое распределение интенсивности. В качестве примера был рассчитан и промоделирован с различными светодиодами оптический элемент, позволяющий формировать пучок дальнего света классов B, C, D. Результаты моделирования показывают, что при размерах оптического элемента 33 × 23 мм достаточно 2 модулей для формирования пучка света классов B, C и 3 модулей - для пучка класса D.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен расчёт параметров дифракционного делителя пучка лазерного излучения. Расчёт выполнен для фазового дифракционного оптического элемента на основе бихромированной желатины, применяемого с целью формирования освещающего пучка от «белого» лазера в три пучка лазерного излучения на различных длинах волн.
Бесплатно
Метод расчёта зеркал для формирования заданных двумерных распределений освещённости
Статья научная
Представлен метод расчёта отражающей поверхности, формирующей заданное двумерное распределение освещённости при протяжённом источнике. Метод основан на представлении отражающей поверхности в виде бикубического сплайна и последующей оптимизации её параметров из условия формирования заданного светового распределения. Рассчитаны две отражающих поверхности, формирующие равномерно освещённые прямоугольную и эллиптическую области. Неравномерность распределения освещённости в обоих случаях составила менее 10 %.
Бесплатно
Статья научная
Представлен новый метод расчёта оптических элементов, работающих по принципу полного внутреннего отражения и формирующих сложные двумерные узкоугольные световые распределения. Расчёт поверхностей свободной формы основан на построении кусочно-гладкого решения, формирующего дискретное световое распределение, с дальнейшей аппроксимацией его сплайновой поверхностью. Работоспособность предложенного метода подтверждается приведёнными примерами расчёта оптических элементов. Световая эффективность полученных оптических элементов составляет 91,8 %, а среднеквадратичное отклонение формируемого распределения освещённости от заданного не превышает 8,6 %.
Бесплатно
Статья научная
В приближении геометрической оптики рассмотрен метод расчёта преломляющего оптического элемента с двумя рабочими поверхностями, преобразующего падающий пучок с плоским волновым фронтом в выходной пучок, формирующий заданное распределение освещённости и заданный волновой фронт. Приведены примеры расчёта оптических элементов, формирующих заданные распределения освещённости и сферические волновые фронты (сходящиеся и расходящиеся гомоцентрические пучки). Представленные примеры демонстрируют хорошие рабочие характеристики метода.
Бесплатно
