Статьи журнала - Компьютерная оптика
Все статьи: 2382
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
Параллельно-последовательный алгоритм решения треугольных систем на процессорном кольце
Статья научная
Работа посвящена улучшению известного параллельного алгоритма решения треугольных систем на кольце. Предложенный подход основывается на последовательном исполнении заключительной части алгоритма, характеризующейся низкой эффективностью. Уместность разработанного приема подтверждена результатами вычислительных экспериментов.
Бесплатно
Параллельно-рекурсивные КИХ-фильтры для обработки изображений
Статья научная
Рассматривается класс цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой, обеспечивающих снижение вычислительной сложности обработки изображений за счет параллельно-рекурсивной реализации. Строится общий вид фильтров, приводятся примеры базисных функций для разложения их импульсных характеристик, даются оценки вычислительной сложности обработки одномерных и двумерных сигналов.
Бесплатно
Параллельные алгоритмы метода циклической прогонки
Статья научная
Работа посвящена построению параллельных алгоритмов метода циклической прогонки для решения сеточных уравнений ленточного вида. Рассмотрены два подхода к разбиению сеточной области: линейная и циклическая декомпозиции. Каждый подход применен к построению алгоритмов с использованием правой и встречных циклических прогонок. Произведено аналитическое и экспериментальное сравнение предложенных алгоритмов, выявлены их достоинства и недостатки.
Бесплатно
Параметризация нелинейного предсказателя Грехэма при компрессии цифровых изображений
Статья научная
Производится параметризация нелинейного предсказателя Грехэма для метода компрессии цифровых изображений на основе дифференциальной импульсно-кодовой модуляции. Предсказатель автоматически выбирает различные способы расчета для каждого пиксела изображения с учетом наличия и выраженности контура в этом пикселе. Перед собственно компрессией производится быстрая процедура обучения, оптимизирующая параметры предсказания. При оптимизации обеспечивается минимум суммы модулей погрешностей предсказания. Для этого используется рекуррентная процедура, вычислительная сложность которой не зависит от размера изображения. Приводится оценка вычислительной сложности предложенного предсказателя. Для исследования предсказателей проводятся вычислительные эксперименты на реальных изображениях. Показан выигрыш предложенного предсказателя у прототипов по квадратичной погрешности. Кроме того, показан выигрыш метода компрессии на основе дифференциальной импульсно-кодовой модуляции с предлагаемым предсказателем у метода компрессии JPEG по максимальной погрешности.
Бесплатно
Параметризованная интерполяция при комплексировании многомерных сигналов различного разрешения
Статья научная
Производится адаптация параметризованных алгоритмов интерполяции к задаче комплексирования многомерных сигналов различного разрешения. Конкретизируются интерполирующие функции, правила переключения между ними и локальные признаки, на основе которых осуществляется выбор интерполирующей функции в каждой точке сигнала. Производится оптимизация параметризованных алгоритмов интерполяции, исходя из минимизации погрешности интерполяции. Рекуррентная схема оптимизации интерполятора рассматривается для ситуации недоступности интерполируемых отсчётов на этапе настройки интерполяционной процедуры. Производятся вычислительные эксперименты по исследованию предложенных интерполяторов при комплексировании реальных многомерных сигналов различных типов. Экспериментально подтверждается, что использование параметризованных интерполяторов позволяет повысить точность комплексирования.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложены новые методы параметрической и структурной адаптации многоуровневых систем распознавания текстовых меток на видеоизображениях, структура которых представляется в виде вертикальной иерархической композиции алгоритмов. Методы позволяют настраивать параметры алгоритмов анализа видеоизображений, а также параметры подсистемы принятия решений на промежуточных этапах анализа видеоизображений. Предложена методика повышения эффективности многоуровневых систем распознавания текстовых меток за счёт их структурной адаптации без сопутствующей модификации алгоритмов.
Бесплатно
Параметрическая модель автокорреляционной функции космических гиперспектральных изображений
Статья научная
Предложена параметрическая модель трёхмерной автокорреляционной функции для космических гиперспектральных изображений. Описывается эвристический алгоритм приближённой оценки параметров. Демонстрируются хорошие результаты аппроксимации наблюдаемых автокорреляционных функций предложенной моделью.
Бесплатно
Параметрическая модуляция излучения, отраженного от полупроводника
Статья научная
Исследуется влияние высокочастотного модулированного греющего поля на электронную температуру полупроводника. Рассматривается динамика эффективной температуры в гистерезисной области, когда велика роль электрон-ионных столкновений. Показывается возможность реализации коротких температурных импульсов гармонического вида с большой амплитудой. Проводится анализ минимальных времен таких импульсов. Исследуются возможности управления параметрами излучения, отраженного от полупроводника с модулированным температурным профилем. Приводятся оптимальные параметры, обеспечивающие значительную глубину амплитудной и фазовой модуляции отраженного сигнала.
Бесплатно
Параметрические и морфологические спектры
Статья научная
Предложен обобщающий формализм «параметрических спектров» для описания всех спектров такого типа с единых позиций. Параметрический спектр представляет собой плотность распределения некоторой меры (численной характеристики) образа (изображения) по анализируемому параметру, от которого эта мера монотонно зависит. Проведена классификация параметрических спектров. Наиболее общим случаем параметрических спектров являются спектры точности измерения от параметра разрешения. В качестве частных случаев они включают: спектры на основе операторов описания, спектры на основе операторов фильтрации, спектры на основе частичного порядка и монотонных операторов фильтрации, спектры на основе вложенных проекторов и расстояния, спектры на основе нормированных линейных пространств. Рассмотрен подкласс морфологических спектров, представляющих собой спектры точности реконструкции по параметру сложности описания. Этот подкласс включает, в частности, спектры на основе операторов описания со структурирующим параметром и спектры на основе фильтрации, состоящей из последовательных операций описания и реконструкции. Показана связь параметрических спектров с соответствующими параметрическими разложениями.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено трёхволновое взаимодействие сонаправленных магнитоакустических и альфвеновских волн в тепловыделяющей ионизованной среде. Показано, что в условиях тепловой неустойчивости альфвеновские волны могут усиливаться благодаря параметрической перекачке энергии от неустойчивых магнитоакустических волн.
Бесплатно
Пассивная атермализация рефракционно-дифракционных пластмассово-линзовых объективов
Статья научная
Исследованы возможности пассивной атермализации пластмассово-линзовых систем. В частности, представлены схемные решения двух рефракционно-дифракционных объективов, терморасфокусировка которых устранена оптическим и механическим способами соответственно. Оценена достижимая ширина рабочего спектрального диапазона представленных рефракционно-дифракционных объективов.
Бесплатно
Статья научная
С помощью недавно открытых асимметричных лазерных пучков Лагерра-Гаусса осуществлён захват и передача орбитального углового момента диэлектрическим микрочастицам. При этом экспериментально показано, что при постоянном топологическом заряде и увеличивающемся параметре асимметрии пучка возрастает скорость движения полистироловых шариков при их движении по траектории в форме полумесяца.
Бесплатно
Передача спинового углового момента диэлектрической микрочастице
Статья научная
Показано, что в остром фокусе у лазерного пучка с линейной поляризацией имеет место только поперечное распределение вектора плотности спина (фотонные колёса или фотонный вертолет). Для оптического вихря с линейной поляризацией из-за орбитально-спиновой конверсии в фокусе появляются продольные и поперечные компоненты вектора плотности спина. Экспериментально продемонстрирована спин-орбитальная конверсия, когда Гауссов пучок с круговой поляризацией в фокусе формирует поперечный поток энергии (орбитальный угловой момент), который передаётся микрочастице, вращая вокруг центра масс. Смена направления круговой поляризации (с левой круговой на правую) меняет направление вращения микрочастицы. Показано также, что вихревой пучок с любым целым топологическим зарядом и азимутальной поляризацией в фокусе формирует вектор плотности спина только с осевой проекцией (полная магнетизация), а поперечного спина нет.
Бесплатно
