Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Обнаружение оптических сигналов при приёме потока фотоэлектронов с неизвестной формой плотности
Статья научная
Предложен алгоритм оптимального обнаружения оптического сигнала с неизвестной формой плотности потока по статистике фотоэлектронов. Рассчитаны характеристики приёма методом статистического моделирования.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается задача автоматического обнаружения поверхностных дефектов сварных соединений труб из нержавеющей стали в процессе производства. Показаны возможные дефекты, возникающие при дуговой сварке металла неплавящимся электродом в среде инертного газа. Приведено обоснование выбора метода решения задачи на основе моделирования и вычитания фона. Предлагается алгоритм обнаружения поверхностных дефектов сварных соединений на кадрах видеопоследовательностей, учитывающий специфику конкретной области. Модели фона строились методами усреднения кадров и Гауссовой смеси. Проведены экспериментальные исследования работы алгоритма на примерах обработки кадров видеопоследовательностей, полученных со статичной камеры. Полученные результаты подтверждают, что для автоматического обнаружения дефектов сварки подходящим является метод построения модели фона, основанный на усреднении кадров, поскольку дефекты различны и имеют характерные особенности. Предлагаемый алгоритм позволяет обнаруживать и выделять дефектную область в сварном соединении на кадрах видеопоследовательностей. Результаты экспериментов показывают, что алгоритм удовлетворяет требованиям непрерывного оперативного обнаружения поверхностных дефектов.
Бесплатно
Обнаружение световозвращающих объектов на основе поиска пространственных аномалий
Статья научная
Данная работа посвящена исследованию методов обнаружения световозвращающих объектов, в т.ч. оптических и оптико-электронных приборов наблюдения, на основе поиска пространственных аномалий в изображениях, сформированных в системах лазерной импульсной локации. Разработаны алгоритмы и программно-аппаратные средства обнаружения световозвращающих объектов. При этом особое внимание уделено различным способам формирования разностных кадров при периодической подсветке, в т.ч. с предварительным замещением каждого пикселя фоновых изображений на максимальное значение по соответствующей окрестности. Продемонстрирована эффективность предложенных методов для обнаружения световозвращающих объектов в условиях интенсивного солнечного освещения, несмотря на наличие в поле зрения зеркальных и диффузных отражающих поверхностей.
Бесплатно
Обнаружение текстурных неоднородностей на микромасштабных изображениях материалов
Статья научная
В статье представлен метод выделения текстурных неоднородностей, основанный на анализе плотности распределения множества векторов окрестностей изображения. Метод позволяет оценивать решающую функцию как по изображениям с дефектами, так и без них. Представлены результаты исследования на натурных изображениях микроструктуры металлов.
Бесплатно
Обобщенная проективная морфология
Статья научная
Дано формальное описание обобщенной проективной морфологии. Рассмотрены алгебраические основы обобщенной проективной морфологии. Описаны формальная и критериальная схемы построения проективных операторов. Сформулирован ряд достаточных условий проективности для операторов на базе критериев. Определены и исследованы проекторы минимального расстояния (максимального сходства), проекторы максимальной (минимальной) нормы проекции, проекторы на базе критериев-предикатов, проекторы на базе признаковых описаний и параметрических моделей, проекторы, реализуемые методом динамического программирования. Описан класс проективных критериальных морфологий на базе операторов структурной интерполяции.
Бесплатно
Обобщенные эрмитовые световые пучки в свободном пространстве
Статья научная
Показано, что известные два типа световых пучков Гаусса-Эрмита, которые при распространении в пространстве сохраняют свою структуру, изменяясь масштабно, являются частным случаем обобщенных эрмитовых пучков. Показано, что для эффективного формирования отдельных мод Гаусса-Эрмита можно использовать фазовые элементы, пропускание которых равно знаковой функции соответствующего многочлена Эрмита.
Бесплатно
Статья научная
Излагаются результаты разработки и исследования модели световода как детерминированного модово-частотного фильтра. Вводится понятие обобщенного импульсного отклика световода как реакции на возбуждение дельта-функцией всех собственных мод световода. В качестве основной характеристики световода предлагается использовать модово-частотную передаточную матрицу комплексных амплитуд мод на выходе световода. Показывается эффективность применения этой матрицы для описания преобразования распределений амплитуды и интенсивности световых полей, передаваемых световодами. В частности, получены аналитические выражения, описывающие импульсный отклик по интенсивности световода, возбуждаемого пространственно-модулируемым когерентным и некогерентным источником и возбуждаемого некогерентным источником, модулируемым во времени по амплитуде.
Бесплатно
Обобщённая линза: анализ осевого и поперечного распределения
Статья научная
В работе аналитически и численно рассмотрено действие обобщённой линзы – дифракционного оптического элемента, фаза которого описывается степенной зависимостью от радиальной координаты с произвольным показателем. Частными случаями обобщённой линзы являются аксикон и параболическая линза. Предложена модификация метода стационарной фазы, и на её основе получены аналитические выражения для осевого распределения комплексной амплитуды, формируемой обобщённой линзой в параксиальном приближении. Два типа аналитических выражений обеспечивают высокую точность расчёта в различных диапазонах значений показателя степени обобщённой линзы. Анализ поперечного распределения, выполненный на основе классического метода стационарной фазы, показал, что при использовании обобщённой линзы с показателем степени меньше единицы можно формировать световой пучок, поперечный размер которого меньше, чем обеспечивает линейный аксикон.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача сжатия изображений на фрагментах произвольной формы. Теоретически обосновываются возможности построения гетероассоциативных и автоассоциативных сжимающих преобразований фрагментов реализаций случайных полей с использованием нейронных сетей.
Бесплатно
Обобщённые дискретные ортогональные синус-косинусные преобразования
Статья научная
Вводится обобщённое синус-косинусное преобразование (ОСКП). Получены аналитические условия ортогональности таких преобразований. Доказывается теорема, которая позволяет связать коэффициенты ОСКП в ортогональном случае. Рассматриваются быстрые алгоритмы вычисления ОСКП, и оценивается их сложность.
Бесплатно
Статья научная
Обоснован целесообразный спектральный диапазон источников излучения для применения в автоматической системе посадки беспилотных летательных аппаратов. Предложен способ синхронизации фотоэкспозиции системы технического зрения и излучения ориентиров для однозначного определения их взаимного расположения. Приведены результаты экспериментальных исследований.
Бесплатно
Обработка видеосигналов для идентификации объектов на железнодорожном переезде
Статья научная
Рассматривается метод обработки видеосигналов для распознавания объектов, которые могут появиться на железнодорожном переезде. Описываемые способы основываются на математических методах обработки изображений. Рассматривается способ избавления от шума при сравнении изображений.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается метод обработки видеосигналов для измерения скорости движения вагонов при роспуске железнодорожного состава на сортировочной горке. Разрабатываемые алгоритмы основаны на геометрических моделях и математических методах обработки изображений. Описаны методы формирования модели, методы определения смещения железнодорожного состава в плоскости регистрирующего прибора (ПЗС-матрицы цифровой видеокамеры), функционирование разработанного метода.
Бесплатно
Обработка данных оптических триангуляционных сканеров для измерения профилей рельсов
Статья научная
В статье представлены алгоритмы совмещения профиля измеряемого рельса с профилем неизношенного рельса. Работа алгоритмов основана на вычислении параметров преобразования, связывающего между собой два профиля, один из которых задан совокупностью точек, а второй - уравнениями линий. Алгоритмы предназначены для измерения износов рельса по данным триангуляционных сканеров на вагоне-путеизмерителе.
Бесплатно
Обработка и анализ изображений на основе использования информации о фазе
Статья научная
В работе представлены основные подходы к использованию фазовой информации в задачах анализа, обработки и восстановления изображений. Приведены описания фазовых алгоритмов и примеры результатов их работы. Предложена методика применения фазовой информации на основе проекционного метода Эрмита.
Бесплатно
Обработка изображений и синдромный анализ признаков для улучшения интерпретации изображений
Статья научная
В работе предлагаются методы, позволяющие усилить диагностические возможности врача в распознавании медицинских изображений. С помощью цифровой обработки были выделены информативные детали и структуры изображений. В результате их анализа экспертом были сформированы описания изображений в виде наборов признаков, которые использовались для статистического анализа связи выделенных признаков с патологиями различной природы и построения формального решающего правила. Рассмотрен подход к замене (или дополнению) отдельных визуальных оценок признаков, сделанных экспертом, на формализованные числовые показатели (статистики), измеряемые на изображении. Разработанные методы были опробованы в задаче дифференциальной диагностики шаровидных образований легких, и позволили эффективно решать сложные диагностические задачи, как профессионалу, так и специалисту, имеющему ограниченные знания в данной предметной области.
Бесплатно
Обработка изображений с помощью процессоров табличных преобразований
Статья научная
Выделен класс алгоритмов обработки растровых изображений - алгоритмы первичной обработки изображений (ПОИз). Рассмотрен метод эффективной (по быстродействию) аппаратной реализации алгоритмов ПОИз с помощью табличных преобразователей, позволяющий строить высокопроизводительные процессоры ПОИз из перепрограммируемых функциональных модулей.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена задача восстановления параметров физических полей с использованием распределённых волоконно-оптических измерительных систем для случаев неполных схем укладки измерительных линий. Представлен новый комбинированный алгоритм, который заключается в "оптимизации геометрии" измерительной сети с целью дальнейшего применения комплекса нейронных сетей. Исследована возможность выбора и использования подходящей нейронной сети из комплекса нескольких заранее обученных нейронных сетей радиально-базисного типа.
Бесплатно
Обработка сигналов термического зеркала при стационарном возбуждении
Статья научная
В работе рассмотрены особенности сигналов термического зеркала при стационарном лазерном возбуждении, следующие из модели возникающих тепловых, механических и дифракционных эффектов. Получены и апробированы выражения для начального наклона и стационарного значения сигнала. Предложена методика обработки экспериментальных сигналов термического зеркала, основанная на предварительном определении начального наклона сигнала и его стационарного значения. Выполнено сравнение параметров экспериментальных сигналов термического зеркала в случае люминесцирующих стекол, определенных с помощью предложенной и стандартной методик. Показано, что предложенная методика приводит к значительному сокращению вычислительных затрат для определения параметров модели термического зеркала при сопоставимом уровне погрешностей.
Бесплатно
Статья научная
Обратимые целочисленные преобразования имеют большое значение для алгоритмов сжатия без потерь. Для выполнения обратимой декорреляции цветовых каналов предложен алгоритм вычисления параметров обратимого целочисленного преобразования, аппроксимирующего такие непрерывные отображения, как дискретное преобразование Карунена-Лоэва. Предложен способ оценивания ошибок аппроксимации, позволяющий выбрать оптимальную аппроксимацию исходного преобразования, минимизирующую эти ошибки. На примере формата файлов MRG, предназначенного для хранения больших объёмов целочисленных растровых данных, показано, что после применения декорреляции получается повысить степень сжатия многоканальных растровых изображений при использовании алгоритма сжатия без потерь.
Бесплатно
