Исследованы два начальных векторных поля типа пучков Пуанкаре, которые можно рассматривать как оптические скирмионы – топологические квазичастицы. Для них получены явные выражения для проекций трёхмерного векторного поля скирмиона в начальной плоскости и номера скирмионов, которые пропорциональны топологическим зарядам оптических вихрей, входящих в пучки Пуанкаре. Получена новая конструктивная формула для эффективного расчета номера скирмиона через проекции нормированного вектора Стокса, а не через проекции векторного поля скирмиона. Номера скирмионов, рассчитанные по известной и новой формуле, совпадают. Показано также, что номера каждой проекции трёхмерного векторного поля скирмиона равны одной третьей от полного номера скирмиона. Моделирование подтверждает выводы теории.

Бесплатно

Нормализация изображении движущихся объектов при последовательной регистрации RGB-каналов

Гашников М.В., Чернов А.В., Чупшев Н.В.

Статья научная

Разрабатывается алгоритм нормализации изображений движущихся объектов, полученных в результате последовательной регистрации RGB-каналов. Алгоритм позволяет объединять разноцветные копии движущихся объектов и вьгаислять их характеристики. Алгоритм основан на использовании взаимосвязи координат, размеров и ориентации разноцветных копий объектов.

Бесплатно

О влиянии относительного размера изображения на погрешность определения координат

Кружилов Иван Сергеевич

Статья научная

В статье исследуется влияние размеров проекции точечного источника света на погрешность определения координат ее центра при проецировании на фоточувствительную матрицу. С помощью имитационного моделирования построены зависимости погрешности определения координат от величины радиуса рассеяния проекции для различных положений источника света относительно приемной структуры. Проанализированы характеристики работы двух алгоритмов определения координат: методом максимального правдоподобия и методом "центр тяжести". Сделаны выводы об оптимальном отношении радиуса рассеяния к размеру элементарного фотоприемника для достижения наименьшей погрешности координат.

Бесплатно

О влиянии переменного магнитного поля на диэлектрические свойства полупроводника

Зуев М.А., Сисакян И.Н., Шварцбург А.Б.

Статья научная

Представлен усредненный тензор электропроводности плазмоподобной среды в переменном магнитном поле. Определены поправки к диэлектрической проницаемости в квазиизотропной ситуации, когда среднее за период магнитное поле равно нулю. Результаты конкретизированы для случая возбуждения магнитного поля системой коммутируемых токов, что представляет интерес в проблемах создания управляемых дифракционных решеток. Найдены оптимальные геометрические соотношения, позволяющие получить максимальный отлик среды.

Бесплатно

О возможности узконаправленного выброса вещества при взрывах сверхновых

Ратис Ю.Л., Селезнева И.А.

Статья научная

В работе проделана оценка вероятности влияния взрывов Сверхновых на образование эруптивных комет в системах планет-гигантов. Показано, что одним из возможных результатов взрыва Сверхновой может стать образование радиоактивных космических тел, падение которых на Землю приводит катастрофам. В частности, Тунгусское космическое тело с высокой степенью вероятности является отдаленным последствием взрыва Сверхновой, в результате которого образовалась Крабовидная туманность.

Бесплатно

О возможностях метода модовой модоляции - преобразования аналоговых сигналов в изменения состава мод, возбуждаемых в оптических волокнах

Аджалов В.И.

Статья научная

Рассмотрен один из путей расширения функциональных возможностей многомодовых волоконно-оптических систем передачи информации, базирующийся на естественных особенностях распространения электромагнитных волн в многомодовых световодах: дискретно-модовом характере распространения и модовой дисперсии. Предложено исходный сигнал преобразовывать в распределение состава возбуждаемых в световоде мод и сигнал, передаваемый каждой модой, рассматривать как дискретный марковский процесс на два состояния. Оценена максимальная дальность передачи в условиях активизации межмодовой связи за счет изгибов оси волокна, определены условия, допускающие корректное решение задачи определения максимальной дальности. Показаны преимущества временного анализа сигнала, передаваемого в виде импульсов одинаковой длительности и амплитуды, возбуждающих различное число мод.

Бесплатно

О восстановлении формы оптической поверхности по заданному отображению

Досколович Леонид Леонидович, Андреев Евгений Сергеевич, Моисеев Михаил Александрович

Статья научная

Разработан новый метод восстановления отражающей (преломляющей) поверхности по заданному отображению, определяемому соотношениями между направлениями падающих и отраженных (преломленных) лучей. Метод основан на представлении поверхности в виде огибающей семейства параболоидов (случай отражающей поверхности) или эллипсоидов (случай преломляющей поверхности). Выбранное представление сводит задачу расчёта оптической поверхности к восстановлению функции по полному дифференциалу вне зависимости от используемой системы координат. Предложенный метод проиллюстрирован на примерах расчёта зеркал для формирования постоянного распределения интенсивности в квадратной области в дальней зоне. Результаты расчёта показывают, что предложенный метод позволяет получить распределение хорошего качества даже при невыполнении условия интегрируемости.

Бесплатно

О вычислительной эффективности алгоритма спектрального расщепления проверки изоморфизма графов

Пролубников А.В., Файзулли Р.Т.

Статья научная

Мы рассматриваем эвристический алгоритм проверки изоморфизма графов. Алгоритм основан на последовательном расщеплении кратных собственных значений матриц, сопоставленных графам: матрицы, с которыми работает алгоритм, представляют собой модификации матриц смежности графов. Алгоритм строится на последовательном возмущении матриц и решении связанных с ними систем линейных алгебраических уравнений. Матрицы видоизменёны до положительно определенных, что позволяет решать системы линейных уравнений, связанные с ними. Доказывается вычислительная эффективность алгоритма в одной из принципиально тяжелых для решения задачи проверки изоморфизма графов ситуаций.

Бесплатно

О двух механизмах формирования изображения

Сисакян И.Н., Смолович A.M.

Статья научная

Известны два различных описания процесса формирования изображения трехмерной голограммой как результат отражения излучения от изофазных слоев и как результат дифракции излучения на поперечной периодической структуре. Показано, что они соответствуют различным механизмам, благодаря которым формируются пространственно несовпадающие изображения. На основе данных представлений рассмотрена возможность получения ахроматического киноформа реальных оптических полей.

Бесплатно

О дифракции оптического пучка на брэгговской решётке с дефектным слоем

Быков Дмитрий Александрович, Досколович Леонид Леонидович

Статья научная

Рассмотрена дифракция трёхмерного оптического пучка на резонансной многослойной структуре (брэгговской решётке с дефектным слоем). Показано, что указанная структура позволяет вычислять пространственный оператор Лапласа при отражении нормально падающего оптического пучка. Представленные результаты численного моделирования показывают высокое качество вычисления оператора Лапласа. Кроме того, описан вид преобразования пучка при прохождении через структуру.

Бесплатно

О классификации космических снимков Sentinel-2 нейронной сетью Resnet-50

Бычков Игорь Вячеславович, Ружников Геннадий Михайлович, Федоров Роман Константинович, Попова Анастасия Константиновна, Авраменко Юрий Владимирович

Статья научная

В работе исследовано изменение точности классификации спутниковых изображений при различных комбинациях параметров нейронной сети и набора входных данных. Проведено добавление к обучающей выборке индекса NDVI и локальных бинарных шаблонов. Выполнено тестирование классификаторов, созданных на разных количествах эпох и образцах. Определены значения гиперпараметров нейронной сети, позволяющие достичь точности классификации 0,70 и F-меры 0,65. Разделение классов с похожими спектральными характеристиками показывает низкое качество при различных параметрах и наборах входных данных. Для улучшения требуется привлечение дополнительной информации. Например, для разделения лесов на подклассы необходимо применение классификаторов, использующих изображения за разные периоды года, учитывающих вегетационный период. Кроме того, необходимо расширение обучающей выборки для учета различных природных зон, почв и т.д.

Бесплатно

О количественной оценке малых цветовых различий на цифровых изображениях

Пальчикова Ирина Георгиевна, Смирнов Евгений Сергеевич, Баринова Ольга Александровна, Латышов Игорь Владимирович, Васильев Василий Алексеевич, Кондаков Александр Владимирович

Статья научная

Рассматриваются особенности использования и возможности, предоставляемые трёхцветными колориметрами или цифровыми камерами, в задачах выявления малых цветовых различий методами компьютерного зрения. Экспериментально выявлена спектральная зависимость полных цветовых различий между парами монохроматических стимулов, цвет которых не различается визуально. Создана экспериментальная установка на основе монохроматора УМ-2, с помощью которой экспериментально построен цифровой атлас монохроматических стимулов с шагом 1 нм. Атлас служит для тестирования цветового охвата и цветоразличения камер. Экспериментально показано, что в видимом спектральном диапазоне величину цветового различия в 3 единицы обнаруживают пары стимулов, расположенные по спектру неравномерно и отличающиеся по длинам волн от 1 до 6 нм. Возможности компьютерного зрения тестируются на примерах выявления дописок при технико-криминалистической экспертизе документов. Разработан новый алгоритм для обнаружения и количественной характеризации цветового различия в дописках по цифровому фотоизображению сделанной надписи. Объективный анализ изображения предлагается разделить на блоки цветовой сегментации и оценки цветового тона и цветового различия. В такой постановке блок цветовой сегментации выполняет функции предобработки, задавая карту границ разноокрашенных классов для последующих вычислений. Метод Оцу оптимального глобального порогового преобразования впервые применён к задаче сегментации изображения по насыщенности цвета. Апробация алгоритма подтвердила его эффективность в решении экспертных задач цветоразличения.

Бесплатно

О количественной оценке эффективности алгоритмов анализа изображений

Кольцов Петр Петрович, Осипов Андрей Сергеевич, Куцаев Александр Сергеевич, Кравченко Александр Анатольевич, Котович Николай Владимирович, Захаров Алексей Викторович

Статья научная

Статья содержит краткий обзор основных подходов к сравнительной оценке эффективности алгоритмов анализа изображений. Рассмотрены эмпирические методики сравнительного исследования эффективности детекторов границ и алгоритмов сегментации изображений, проводится анализ используемых при этом количественных критериев их оценки. Описан ряд проблем, возникающих при использовании этих критериев. Изложена эмпирическая методика EDEM (на примере сравнительного тестирования детекторов границ), реализуемая в рамках разрабатываемой авторами программной среды PICASSO.

Бесплатно

О коррекции эффекта перекрытия дифракционных порядков в спектрометре на основе схемы Оффнера

Досколович Леонид Леонидович, Быков Дмитрий Александрович, Безус Евгений Анатольевич

Статья научная

Проведён анализ работы спектрометра в конфигурации Оффнера с дифракционной решёткой в качестве диспергирующего элемента. В параксиальном приближении получены формулы для положения спектров на регистрирующем устройстве, формируемых в различных дифракционных порядках. Предложен метод коррекции негативного эффекта наложения спектров за счёт обработки зарегистрированного изображения.

Бесплатно

О модификациях метода построения линейной дискриминантной функции, основанного на процедуре Петерсона-Маттсона

Мясников В.В.

Статья научная

Рассматривается ряд новых модификаций известного метода построения линейной дискриминантной функции, минимизирующей вероятность ошибочной классификации, и основанного на процедуре Петерсона-Маттсона. Модификации метода касаются расширения его области применения для ряда типичных ситуаций, в которых известный метод не дает решений. В частности, на ситуацию построения классификатора по критерию НейманаПирсона или другим критериям, одновременно минимизирующим вероятности ошибок, на ситуацию совпадающих средних признаков в классах. Для последней ситуации показано, что задача сводится к нахождению ортогонального векторного пространства к векторам - строкам матрицы, полученной как взвешенная сумма ковариационных матриц признаков в классах.

Бесплатно

О наблюдаемости кристаллических решёток по изображениям их проекции

Куприянов Александр Викторович, Сойфер Виктор Александрович

Статья научная

В статье рассматривается задача о наблюдаемости трёхмерной кристаллической решётки по её проекциям. Решение предложено искать в рамках теории кинематического движения системы материальных точек на основе дифференциальных кинематических уравнений. В предположении о вращательном характере движения решётки относительно плоскости наблюдения получены необходимые и достаточные условия наблюдаемости кристаллической решётки. Рассмотрены частные случаи - кубическая ячейка и тетраэдр. Получены аналитические выражения для вычисления геометрических параметров кристаллических решёток, определяющих их структуру.

Бесплатно

О повышении яркости оптического излучения

Сисакян И.Н., Шварцбург А.Б., Шепелев А.В.

Статья научная

Показана возможность повышения яркости излучения в оптических процессах, определены условия ее повышения. Проанализировано понятие антенны оптического излучения и приведены примеры схем устройств, использующих повышение яркости.

Бесплатно

О получении теории связанных мод на основе модели связанных плоских волн для симметричных резонансных дифракционных решёток

Быков Д.А., Безус Е.А., Досколович Л.Л.

Статья научная

Рассмотрены аналитические модели, описывающие резонансное рассеяние света на непоглощающих дифракционных решетках с горизонтальной плоскостью симметрии. Для случая наклонного падения записана модель многомодовой интерференции, на основе которой предложен новый подход к получению теории связанных мод для рассматриваемых структур. Обе рассмотренные модели описывают резонансы в спектрах отражения и пропускания дифракционных решёток, обусловленные возбуждением волноводных мод и мод типа Фабри–Перо. Взаимодействие этих мод приводит к формированию связанных состояний в континууме, которые также описываются в рамках рассматриваемых моделей.

Бесплатно

О представлении целых гауссовых чисел в системе счисления Питти

Богданов Павел Сергеевич

Статья научная

В работе рассматривается алгоритм представления целых гауссовых чисел в канонической системе счисления с основанием "alpha"=i-1, основанный на делении с остатком, синтезируются алгоритмы реализации основных арифметических операций над числами в рассматриваемой системе счисления.

Бесплатно

О применении метода Фурье-мод к расчёту локализованных мод интегральных оптических резонаторов

Быков Дмитрий Александрович, Досколович Леонид Леонидович

Статья научная

Предложено обобщение метода фурье-мод, предназначенное для расчёта локализованных мод интегральных оптических резонаторов. Метод позволяет рассчитывать комплексные частоты и распределение поля мод. Рассчитаны моды двумерного прямоугольного резонатора на металлической подложке.

Бесплатно

1
...
67
68
69
70
71
72
73
...
В конец

Журнал