Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2346
Статья научная
Произведена оценка погрешностей измерения пространственно-энергетических характеристик лазерных излучателей: координат энергетического центра освещенности, энергетической расходимости, вызванных различными дестабилизирующими факторами на программной модели оптико-электронного прибора с матричным фотоприемником. Реализован алгоритм расчета энергетической расходимости методами обработки изображений.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена обоснованию метода оценки погрешностей стереоскопических систем, предназначенных для измерения трехмерных координат и геометрических параметров объектов. Такой метод требуется на этапе их проектирования для оптимизации конструктивных параметров систем регистрации и параметров алгоритмов обработки данных и должен быть применим для различных математических моделей систем регистрации при наличии данных о погрешностях определения координат соответствующих точек на изображениях, а также погрешностях определения параметров системы регистрации при калибровке. Проведен анализ известных методов оценки погрешностей путём сравнения с результатами моделирования по методу Монте-Карло для проективной и трассировочной моделей систем регистрации. Показано, что сигма-точечное преобразование (unscented transformation) обеспечивает более высокую точность оценки и универсальность, чем метод линеаризации. На примере измерения длины отрезка показано, что использование симметричного доверительного интервала, построенного по среднему значению и дисперсии, может приводить к недостоверной оценке погрешности измерения геометрических параметров...
Бесплатно
Оценка производительности приложений параллельной обработки изображений
Статья научная
Предложен метод оценки производительности приложений, предназначенных для параллельной обработки изображений. Данный метод базируется на сочетании аналитического подхода и использования результатов вычислительных экспериментов. Аналитическая составляющая метода представлена в характерном для типовых задач параллельной обработки изображений виде и параметрически учитывает три вида вычислительных затрат: использование процессора, межпроцессорные пересылки данных, операции ввода/вывода. Результаты вычислительных экспериментов использованы для оценки неизвестных параметров аналитической модели, что позволяет эффективным образом строить новые или модифицировать существующие алгоритмы параллельной обработки изображений.
Бесплатно
Статья научная
Эффективность работы методов цифровой обработки изображений существенно зависит как от качества изображения, так и от настройки используемых методов. В частности, если известна степень размытия изображения, то это позволяет выбрать параметры используемых методов так, чтобы они обеспечивали качество работы, близкое к максимально достижимому. Данная статья посвящена задаче получения априорной оценки размытия монохроматического полутонового изображения. Для случая гауссова и равномерного размытия исходного изображения даётся оценка размера окна размытия.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются слоистые сенсорные структуры, поддерживающие возбуждение мод поверхностных плазмон-поляритонов в задачах детекции изменений в средах таких растворителей, как вода, этанол, изопропанол. В рассматриваемых структурах моды плазмон-поляритонов распространяются вдоль границ раздела сред металл / растворитель. Анализ характеристик резонансного отклика мод плазмон-поляритонов проводится на основе аппроксимации Фано в рамках теории связанных мод в видимом и инфракрасном диапазонах. В случае использования этанола и изопропанола как детектируемых сред выявлены области достижения максимальной чувствительности и усиления поля в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, что открывает возможности применения плазмонных структур в сенсорике вне областей поглощения воды.
Бесплатно
Статья научная
В последнее время большое распространение получили методы компьютерного видения, в частности, методы трекинга (отслеживания) объектов по данным цифровой фотосъёмки. В основном трекинг используется в таких приложениях, как видеонаблюдение, краш-тесты, организация спортивных трансляций и др. Многие методы трекинга могут быть адаптированы для бесконтактного оптического измерения координат и скоростей механических систем в лабораторных физических экспериментах. В работе анализируется предельная точность оптических измерений, связанная с ограничениями фото-, видеоаппаратуры. Представлен сравнительный обзор и анализ эффективности применения существующих методик трекинга для идентификации координат и скоростей объектов в механических лабораторных экспериментах. Также в статье рассматриваются разработанные ранее автором методы, адаптированные для физических экспериментов, которые обладают субпиксельной точностью и высокой устойчивостью к перепадам освещения. Кроме того, в статье представлен краткий обзор существующих программных продуктов для трекинга. Показана перспективность применения методов трекинга для исследования механических систем.
Бесплатно
Статья научная
Электроретинография является перспективным методом электрофизиологического тестирования, позволяющего диагностировать заболевания, связанные с нарушениями сосудистых структур сетчатки зрительного анализатора. Классический анализ электроретинограммы строится на оценке 4 параметров в амплитудно-временном представлении и часто нуждается в конкретизации с использованием альтернативных методов диагностики. В настоящем исследовании предлагается использование оригинального алгоритма поддержки принятия решения врачом для диагностирования дистрофии сетчатки. Алгоритм построен на базе методов машинного обучения и использует параметры, извлеченные из вейвлет-скалограммы педиатрических и взрослых сигналов электроретинограмм. Также в исследовании используется размеченная база данных педиатрических и взрослых сигналов электроретинограмм, записанная с помощью компьютеризированной электрофизиологической рабочей станции EP-1000 (Tomey GmbH) в Екатеринбургском центре МНТК «Микрохирургия глаза». Научная новизна настоящего исследования заключается в разработке специального алгоритмического обеспечения для анализа процедуры извлечения параметров из вейвлет-скалограммы сигнала электроретинограммы с использованием функции cwt библиотеки PyWT, где в качестве базисной функции был выбран вейвлет Гаусса 8-го порядка. Также научная новизна заключается в разработке алгоритма анализа сигналов электроретинограмм, который в сравнении с классическим анализом реализует классификацию взрослых сигналов электроретинограммы на 19 % точнее, а педиатрических сигналов на 20 % точнее, чем классический анализ.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние явления интерференции на качество приема в областях перекрытия зон обслуживания передатчиков одночастотных сетей цифрового телевизионного вещания. Дана качественная и количественная оценка эффективности компенсации интерференционных искажений в демодуляторах приемников. Результаты работы, полученные с использованием инструментальных систем автоматизированного проектирования VSS и ADS компаний Applied Wave Research и Agilent Technologies, позволяют оценить для заданного отношения сигнал/шум предельную величину отношения сигнал/эхо-сигнал, при котором обеспечивается работоспособность сети передачи данных. Работоспособность сетей цифрового телерадиовещания при наличии синхронизации передатчиков зависит от запаса устойчивости, определяемого допустимым отклонением коэффициента битовых ошибок от порогового значения. Из полученных результатов следует, что пороговая граница воздействия помех соответствует значению коэффициента битовых ошибок BER, равному 2×10-4. При значениях BER ниже порогового благодаря декодеру Рида-Соломона прием становится практически безошибочным. Замена кодеков в сетях второго поколения телерадиовещания привела к значительному уменьшению порогового значения коэффициента BER до 10-2-10-3, что позволило увеличить скорость передачи данных при сохранении запаса устойчивости по коэффициенту битовых ошибок. Разработанная методика исследования качества работы систем и сетей цифрового телерадиовещания позволяет на практике выявлять причины увеличения коэффициента битовых ошибок по виду спектров и сигнальных созвездий, сравнивать различные алгоритмы оценки характеристик канала передачи данных и обработки цифрового телевизионного сигнала по эффективности борьбы с интерференционными искажениями.
Бесплатно
Оценка эффективности подводных систем наблюдения
Статья научная
В статье изложена методика оценки эффективности систем наблюдения, предназначенных для подводных робототехнических комплексов с телеметрическим принципом управления. В методике, основанной на системном подходе, используются математические модели водной среды, в которой распространяется оптический сигнал, системы регистрации изображений подводных объектов, а также математическая модель зрительной системы человека, выполняющего функции оператора при наблюдении изображений. В качестве показателя эффективности системы наблюдения при таком подходе используются вероятности обнаружения и распознавания изображений подводных объектов при заданной дальности регистрации. Разработанная авторами математическая модель водной среды позволяет количественно оценить влияние помехи обратного рассеяния, возникающей при подсветке подводных объектов, на эффективность системы наблюдения. Приведённые в статье результаты численных экспериментов иллюстрируют возможность использования предложенной методики при оптимизации параметров системы регистрации изображений подводных объектов для достижения требуемых значений вероятностей обнаружения или распознавания на заданных дальностях.
Бесплатно
Пакет обработки экспериментальных данных
Статья научная
Описывается пакет для обработки различных экспериментальных данных в диалоге с экспериментатором, обеспечивающий совместную обработку до 40 функциональных зависимостей, графическое представление данных в декартовой системе координат с линейными, логарифмическими и календарными осями. Над отдельными зависимостями можно проводить дифференцирование, интегрирование, аппроксимацию полиномами, сплайнами, экспонентами. Результаты обработки могут быть выведены на графопостроитель или графический принтер. Пакет разработан для использования на ЭВМ "Искра-226" всех исполнений.
Бесплатно
Памяти профессора Алексея Васильевича Волкова
Персоналии
Кратко рассказывается о жизни и научной деятельности главного научного сотрудника Института систем обработки изображений РАН, доктора технических наук, профессора Алексея Васильевича Волкова - известного специалиста в области микро- и нанотехнологий.
Бесплатно
Статья научная
Получено интегральное преобразование, описывающее параксиальное распространение светового пучка в градиентной среде с линейной зависимостью диэлектрической проницаемости от поперечной координаты. Распространение света в такой среде эквивалентно прохождению через призму, последующему распространению в однородной среде и повторному прохождению через призму. При распространении гауссова пучка в такой градиентной среде его центр смещается с оптической оси по параболе в сторону более плотной среды, а его радиус совпадает с радиусом гауссова пучка, распространяющегося в однородной среде с показателем преломления на оптической оси.
Бесплатно
Параксиальные гипергеометрические лазерные пучки с особенностью в центре перетяжки
Статья научная
Рассмотрено новое двухпараметрическое семейство параксиальных лазерных пучков, которые порождаются начальной комплексной амплитудой, состоящей их трех сомножителей: Гауссового пучка, логарифмического аксикона, спиральной фазовой пластинки или угловой гармоники, а также амплитудной гиперболической функции, имеющей особенность в начале координат. В ближней зоне комплексная амплитуда таких пучков пропорциональна вырожденной гипергеометрической функции, и поэтому пучки названы - гипергеометрическими. При замене Гауссового пучка плоской волной эти пучки переходят в гипергеометрические моды, сохраняющие свою структуру с точностью до масштаба. Распределение интенсивности в поперечном сечении таких пучков похоже на распределение интенсивности для мод Бесселя и представляет собой набор концентрических чередующихся светлых и темных колец.
Бесплатно
Параллельная машинная арифметика для рекуррентных систем счисления в неквадратичных полях
Статья научная
В работе предлагается новый метод синтеза систем машинной арифметики для «безошибочных» параллельных вычислений. Отличием предлагаемого подхода от вычислений в традиционных системах остаточных классов для прямой суммы модулярных колец является параллелизация вычислений в неквадратичных расширениях простых конечных полей, элементы которых представлены в системах счисления, порождёнными последовательностями степеней корней характеристического полинома рекуррентной последовательности. Работа продолжает и обобщает исследования автора, в которых, в частности, рассматривались рекуррентные соотношения n- боначчи (трибоначчи, тетрабоначчи и т.д.).
Бесплатно
Параллельная оптическая обработка и помехоустойчивая передача изображений
Статья научная
Рассмотрен принцип действия устройства, реализующего преобразование изображений с целью передачи со сжатием информации в реальном масштабе времени. Показано, что параллельная, помехоустойчивая передача результата преобразования достигается с помощью частотного и спектрального разделения каналов.
Бесплатно
Параллельная реализация рандомизированного регуляризованного алгоритма Качмажа
Статья научная
В статье рассмотрена параллельная реализация рандомизированного регуляризованного алгоритма Качмажа. Приведён пример использования параллельной рандомизированной версии алгоритма для решения интегрального уравнения Фредгольма первого рода с возмущённой правой частью, и показано, что в этом случае удаётся ускорить вычисления до 4 раз по сравнению с последовательной рандомизированной версией.
Бесплатно
