Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Определение нулевых бит задачи 3-выполнимость, ассоциированной с задачей факторизации
Статья научная
В работе приведены два эвристических способа распознавания нулевых бит задачи ВЫПОЛНИМОСТЬ, ассоциированной с задачей факторизации. Первый основывается на сведении задачи ВЫПОЛНИМОСТЬ к эквивалентной задаче минимизации непрерывной гладкой функции методом последовательных приближений. В свою очередь, данный метод расширяется путём изменения порядка вычисления переменных. Другой способ заключается в сведении к системе линейных алгебраических уравнений с симметричной матрицей диагонального преобладания.
Бесплатно
Определение объёмного содержания волокон в слоистых композитах оптическими методами
Статья научная
Рассматривается задача определения объёмного содержания армирующего волокна в нитях слоистых композитов с тканевыми заполнителями. В качестве источника информации о структуре материала используются цифровые микроизображения шлифованной поверхности поперечных сечений композитов. Обсуждаются методы и особенности анализа растровых микроскопических снимков гетерогенного материала, связанные с переменной яркостью пикселей и размытостью границ «волокно-связующее». В целях сокращения трудоёмкости и повышения объективности обработки изображений предлагается и строится специальный автоэнкодер. Изложение сопровождается сквозным демонстрационным примером исследования структуры типового конструкционного углепластика. Показано существенное ускорение процесса обработки изображений с использованием свёрточного автоэнкодера и хорошее согласование результатов с тщательным ручным анализом.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены закономерности формирования цветных интерференционных картин однослойных тонких фазовых объектов в оптической микроскопии при использовании полихроматического излучения. Получены выражения для распределения интенсивности интерференционного поля изображения с учетом спектральных свойств излучения. Разработан алгоритм компьютерного расчета и формирования цветных интерференционных изображений в белом свете в зависимости от оптической толщины слоистого объекта в рамках цветовой модели RGB. Представлены результаты моделирования изображений, показаны изменения в цвете и структуре интерференционной картины при варьировании параметров оптической системы микроскопа, формы, размеров и оптических свойств объекта. Показана возможность определения оптической толщины слоя объекта путем численного сравнения интерференционных цветов, получаемых в численном и натурном экспериментах.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы оценки параметров вращения изображений пространственных групповых точечных объектов на основе применения метода главных компонент. Применение дан-ного метода позволяет получить оценку параметров вращения пространственного группового точечного объекта при отсутствии информации о нумерации точек в объекте, что существенно упрощает решение задач обработки пространственных групповых точечных объектов.
Бесплатно
Определение параметров геометрических трансформаций для совмещения портретных изображений
Статья научная
В работе рассматриваются два метода оценки параметров геометрического рассогласования портретных изображений. Первый метод основан на использовании преобразования Фурье и применении корреляционного подхода, второй - на вычислении моментных характеристик изображения. Приводятся результаты экспериментальных исследований методов на базе данных портретных фотографий. Показано преимущество метода, основанного на преобразовании Фурье. Даны рекомендации по использованию методов.
Бесплатно
Статья научная
Представлены два новых метода решения обратной задачи рефлектометрии для оценки параметров дифракционной решетки с трапецеидальным профилем. Методы основаны на построении полиномиальных аппроксимаций разного вида для параметров нулевого отраженного порядка дифракции. Использование полиномиальных аппроксимаций вместо решения задачи дифракции обеспечивает возможность оценки параметров решетки в реальном времени. Приведенные результаты численного исследования свидетельствуют о высокой точности и скорости методов.
Бесплатно
Определение параметров русла сосудов с использованием трехмерного локального веерного преобразования
Статья научная
В статье рассматривается трехмерное локальное веерное преобразование в задаче выделения структуры древовидного объекта. Данное преобразование является модификацией лучевого преобразования, которое приводится к виду, удобному для анализа древовидных структур. На основе предложенного преобразования разрабатывается метод определения направления русла ветви сосуда. Также в статье описывается метод выделения структуры сосуда. Проводятся экспериментальные исследования предложенных методов и алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты численного моделирования и экспериментального исследования применения метода спекл-структур оптического излучения с использованием спиральных пучков лазерного излучения для определения параметров шероховатости и дефектации поверхности оптически непрозрачных деталей воздушного судна. Показано, что использование спирального волнового фронта в качестве зондирующего повышает чувствительность и точность метода.
Бесплатно
Статья научная
Представлены прибор и методика расчета погрешностей измерения радиусов кривизн оптических деталей с помощью лазерного дальномера. Показано влияние погрешностей юстировки прибора с датчика волнового фронта на измерение радиусов зеркал. Приведены расчеты погрешностей методики измерения радиуса дальномером. Проведенный компьютерный анализ показал, что разработанная схема учета рассогласования позволяет оценить точность измерения радиуса зеркала на уровне относительной погрешности 0,02 - 0,3 % для зеркал с радиусами от 1 до 10 м. Обоснован выбор точностных характеристик используемых дальномеров для задач определения радиуса кривизны оптических деталей.
Бесплатно
Определение подлинности банкнот на основе анализа изображений для смартфона
Статья научная
Разработана технология определения подлинности банкнот по цифровому снимку для серийных смартфонов. Данная технология не требует разработки и внедрения в изделие новых защитных графических элементов и основана на применении цифровых методов анализа и обработки изображений, позволяющих выявлять и анализировать тонкие детали паттернов, и на основе этого анализа классифицировать образец как оригинал или имитацию. Особенность предлагаемого подхода связана с построением набора признаков для каждого типа образцов и последующей их классификацией с машинным обучением на основе обучающей выборки. Метод реализован в виде законченного приложения для смартфона, выполняющего автоматически детектирование объекта в кадре, съемку образца камерой при попадании его в область захвата, отбраковку некорректных снимков, определение номинала и модификации банкноты и собственно определение ее подлинности.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен оптический метод оценки поперечного ветра, основанный на анализе турбулентных искажений изображения подсвеченной лазерным пучком диффузной мишени. Предложенный корреляционный алгоритм обработки видеоизображений позволяет в режиме реального времени делать оценку скорости поперечного ветра с использованием одного приемного объектива при подсветке мишени в видимом либо инфракрасном диапазоне. Проведена экспериментальная проверка метода на атмосферной трассе. Оптические оценки интегрального ветра сопоставлены с данными независимых локальных измерений шести ультразвуковых анемометров, расположенных вдоль трассы.
Бесплатно
Определение состава объекта по его гиперспектральному изображению
Статья научная
В статье приведены результаты исследований и разработки гипервидеоспектрометра скважинного флюида в реальных условиях эксплуатации и спектральном диапазоне от 0,35 мкм до 2,1 мкм. Разработана математическая модель и алгоритм идентификации скважинного флюида по составу и процентному содержанию по результатам анализа гиперспектрального изображения.
Бесплатно
Статья научная
На данный момент в связи с дефицитом радиочастотного спектра возникает необходимость в развитии технологий, позволяющих использовать этот спектр эффективнее. Одна из таких технологий предполагает применение радиоволн с орбитальным угловым моментом. В данной работе предложен новый количественный метод определения числа одиночных состояний пучка несущего орбитального углового момента, основанный на анализе S21 параметра системы. Это позволяет приемному устройству быть настроенным на прием лучей с определенным состоянием орбитального углового момента. Радиоволны, несущие орбитальный угловой момент, имеют частоту 80 ГГц. В качестве передающей антенны был применен пирамидальный рупор, радиоволну от которого закручивала спиральная фазовая пластина. Приемные антенны, расположенные в матрице, представляли из себя диполи. Исследованы ограничения данного метода. Работа представляет собой эксперимент на компьютерной модели.
Бесплатно
Определение топологического заряда оптического вихря с помощью астигматического преобразования
Статья научная
В работе теоретически и экспериментально показано, что если внести цилиндрическую линзу в лазерный пучок с оптическим вихрем с целым топологическим зарядом n и с нулем интенсивности на оптической оси, то на расстоянии за линзой, равном ее двойному фокусному расстоянию, n -кратно вырожденный ноль интенсивности разделяется на n изолированных нулей интенсивности, которые лежат на прямой в поперечной плоскости под углом плюс или минус 45 градусов к оси цилиндрической линзы в зависимости от направления спиральности оптического вихря (или от знака топологического заряда). Экспериментально показано, что таким методом можно определить топологический заряд с большим номером n = 100.
Бесплатно
Статья научная
Проведено определение условий интенсификации лазерным воздействием процессов массопереноса в твёрдой фазе металлических материалов. Исследовались процессы взаимной диффузии железа и меди. Воздействие лазерным излучением проводили с равномерной плотностью мощности и с частотой следования импульсов 100; 1000; 5000 Гц. Лазерное излучение было преобразовано в световое пятно с равномерной плотностью мощности с помощью дифракционного оптического элемента, выполняющего необходимую его фокусировку. Определено, что для проявления обобщённой термодинамической движущей силы, обеспечивающей интенсификацию массопереноса в неравновесных условиях, необходимым условием является нестационарная локальная деформация, вызываемая лазерным воздействием.
Бесплатно
Определение шероховатости поверхности с помощью поля направлений
Статья научная
В данной работе описывается метод измерения шероховатости поверхности. Поскольку задача прямого измерения шероховатости поверхности является трудновыполнимой при малой амплитуде шероховатости, проводятся косвенные измерения шероховатости за счет измерения плотности дислокаций на спекл-интерферограмме. Используется связь между плотностью дислокаций и амплитудой шероховатости исследуемой поверхности. Для поиска дислокаций используется поле направлений спекл-интерферограммы.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается схема многопланового, мультифокального 3D-дисплея, стимулирующего аккомодацию глаза, для применения в оптико-информационных системах коллаборации на основе стереоскопических виртуальных сред ретрорефлективного и иммерсивного типа. Рассмотрены основные концептуальные моменты использования методов автономной навигации и одометрии, основанные на измерении показаний датчиков, закрепленных непосредственно на движущемся объекте в составе: стереокамеры, оптико-информационной системы, инерциального измерительного устройства и спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS с модулем GSM.
Бесплатно
Оптико-цифровой метод измерения радиуса кривизны сферических поверхностей
Статья научная
В статье исследуются и сравниваются методы бесконтактного определения радиуса кривизны сферической поверхности по изображению щели, сформированной на поверхности и зарегистрированной телекамерой. Разработана оптическая схема для ввода изображения в компьютер. По участку дуги эллипса длиной около 400 пикселов с прогибом около 50 пикселов определен радиус металлического шарика (6,55 мм) с точностью 2%.
Бесплатно
Оптико-цифровые методы анализа ансамбля микрочастиц по его пространственному спектру
Статья научная
Рассмотрены новые оптико-цифровые методы анализа пространственных ансамблей микрочастиц. Методы основаны на регистрации радиального распределения средней интенсивности пространственного Фурье-спектра когерентного излучения, рассеянного частицами, и последующей численной обработке измеренной интенсивности с целью определения функции распределения микрочастиц по размерам. Получены разные формы аналитического решения интегрального уравнения с ядром в виде функции Бесселя в квадрате. Приведены результаты численного моделирования и исследована устойчивость работы предложенных алгоритмов в присутствии шумов данных измерения.
Бесплатно
Оптимальная длительность импульсов в нелинейном волоконно-оптическом канале
Статья научная
Получена зависимость достижимой скорости передачи от длины линии и параметров сигналов на основе численного решения нелинейного уравнения Шредингера, описывающего эволюцию комплексной огибающей мощности короткого импульса в световоде. В зависимости от параметров задачи (коэффициента нелинейности, дальности передачи, формы и мощности импульсов) получены значения оптимальной длительности импульсов, обеспечивающей наивысшую скорость передачи информации. Приведено сравнение импульсов солитоноподобной и гауссовской форм при использовании в нелинейных волоконно-оптических каналах передачи данных.
Бесплатно
