+
ТОРОИДАЛЬНЫЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ВИХРИ ПРИ ОСТРОЙ ФОКУСИРОВКЕ ПУЧКОВ С СИНГУЛЯРНОСТЬЮ
стр.685-690
Стафеев С.С., Котляр В.В.
В данной работе с помощью формул Ричардса-Вольфа промоделирована фокусировка цилиндрических векторных пучков второго порядка. Было показано, что кольца, на которых вектор Пойнтинга равен нулю, возникают не только в плоскости острого фокуса, но и в плоскостях, удалённых от фокуса. В частности, при фокусировке света линзой с числовой апертурой NA = 0,95 на расстоянии примерно 0,45 мкм от оси периодически возникают тороидальные вихри (с периодом по оси z - 0,8 мкм). Вихри возникают попарно: ближайший к фокальной плоскости вихрь закручен по часовой стрелке, а следующий от него - против часовой стрелки. Вихри сопровождаются седловыми точками. При фокусировке пучка, ограниченного узкой кольцевой апертурой, тороидальных вихрей не наблюдается.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ВЫСОКОАПЕРТУРНАЯ МЕТАЛИНЗА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАТНОГО ПОТОКА ЭНЕРГИИ
стр.691-698
Котляр В.В., Стафеев С.С., О'Фаолейн Л.У.В.К., Котляр М.В.
По технологии электронной литографии и ионного травления в тонкой плёнке аморфного кремния толщиной 130 нм изготовлена вихревая металинза диаметром 30 мкм с фокусным расстоянием, равным длине волны 633 нм, состоящая из 16 секторов субволновых бинарных решёток с периодом 220 нм. Уникальность такой металинзы в том, что при освещении её светом с левой круговой поляризацией формируется вихревой пучок с топологическим зарядом 2 и левой круговой поляризацией, а при освещении её светом с линейной поляризацией формируется векторный цилиндрический пучок второго порядка. Вблизи фокуса на оптической оси в обоих случаях (и для линейной, и для круговой поляризации) будет формироваться обратный поток энергии. Измеренные с помощью сканирующего ближнепольного оптического микроскопа распределения поперечной интенсивности вблизи фокуса металинзы качественно согласуются с распределениями ин-тенсивности, рассчитанными FDTD-методом. Это подтверждает, что в фокусе такой металинзы имеет место обратный поток энергии. Металинза, формирующая обратный поток вблизи фокуса, изготовлена и исследована впервые.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИНВЕРСИЯ ПРОДОЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПИНОВОГО УГЛОВОГО МОМЕНТА В ФОКУСЕ ОПТИЧЕСКОГО ВИХРЯ С КРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
стр.699-706
Налимов А.Г., Козлова Е.С.
Теоретически и численно показано, что при острой фокусировке оптического вихря с круговой поляризацией происходит инверсия продольной составляющей вектора спинового углового момента. При этом если на входе в оптическую систему свет имел левую круговую поляризацию, то в фокусе вблизи оптической оси он будет иметь правую круговую поляризацию. Так как данный эффект происходит вблизи фокуса, где имеет место обратный поток энергии, то такую инверсию спинового углового момента можно использовать для обнаружения обратного потока энергии.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОТОК ЭНЕРГИИ ВИХРЕВОГО ПОЛЯ В ФОКУСЕ СЕКАНСНОЙ ГРАДИЕНТНОЙ ЛИНЗЫ
стр.707-711
В работе моделировалась фокусировка оптического вихря второго порядка с круговой поляризацией и цилиндрического векторного пучка второго порядка градиентной линзой Микаэляна. Показано, что в фокусе таких пучков образуется область, где проекция вектора Пойнтинга на ось Z отрицательна, то есть имеет место область с обратным потоком энергии. Добавление цилиндрического выреза в выходную плоскость линзы приводит к тому, что область с обратным потоком энергии находится в локальном максимуме интенсивности на оптической оси.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОПТИМИЗАЦИОННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ПРОТЯЖЕННОМ ИСТОЧНИКЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
стр.712-720
Бызов Е.В., Кравченко С.В., Моисеев М.А., Досколович Л.Л.
Рассмотрен метод расчёта оптического элемента с двумя поверхностями свободной формы, формирующего заданное распределение освещенности для протяженного источника излучения. Метод основан на представлении поверхностей оптического элемента бикубическими сплайнами и последующей оптимизации их параметров с помощью квазиньютоновского метода, реализованного в пакете Matlab. Для расчета целевой функции предложен вариант метода трассировки лучей. С использованием предложенного метода рассчитан оптический элемент, имеющий рекордные характеристики: отношение высоты элемента к размеру источника излучения - 1,6; световая эффективность - 89,1 %; равномерность формируемого распределения (отношение минимальной и средней освещенности) в заданной квадратной области - 0,92.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СВОЙСТВА ВНЕОСЕВЫХ КАУСТИК АВТОФОКУСИРУЮЩИХСЯ ЧИРП-ПУЧКОВ
стр.721-727
Устинов А.В., Хонина С.Н.
В данной статье теоретически и численно исследуются автофокусирующие свойства чирп-пучков с произвольной степенной зависимостью от радиуса. Рассмотрены двух- и трёхпараметрические чирп-пучки, вариации параметров которых позволяют эффективно управлять автофокусирующими свойствами. Полученные результаты обладают потенциалом для различных приложений в оптике и фотонике.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ С ПОПОЛНЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИВОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ: ВЛИЯНИЕ ОСЛАБЛЕНИЯ НИЗКИХ ЧАСТОТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКЛИКА
стр.728-736
Рассмотрена 6f схема голографии Фурье резонансной архитектуры, реализующая пополнение памяти новой информацией, противоречащей ранее записанной. Показано, что обусловленное нелинейностью экспозиционных характеристик голографических регистрирующих сред ослабление низких частот в записанном на голограмме исходном эталонном образе в узком диапазоне фильтраций ведёт к неустойчивости отклика - режиму с перемежаемостью. Показано, что режим с перемежаемостью соответствует перестройке автокорреляционной функции записанного на голограммах составного эталона с одного диапазона значения параметров модели аппроксимации на другой. Показано, что радиус (длина) корреляции записанного на голограммах составного образа служит параметром порядка системы: его быстрое изменение предваряет потерю устойчивости отклика и переход к неустойчивому режиму с перемежаемостью. Приведены результаты численного моделирования.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
VANISHING POINT DETECTION WITH DIRECT AND TRANSPOSED FAST HOUGH TRANSFORM INSIDE THE NEURAL NETWORK
стр.737-745
Sheshkus A.V., Chirvonaya A.N., Matveev D.M., Nikolaev D.P., Arlazarov V.L.
In this paper, we suggest a new neural network architecture for vanishing point detection in images. The key element is the use of the direct and transposed fast Hough transforms separated by convolutional layer blocks with standard activation functions. It allows us to get the answer in the coordinates of the input image at the output of the network and thus to calculate the coordinates of the vanishing point by simply selecting the maximum. Besides, it was proved that calculation of the transposed fast Hough transform can be performed using the direct one. The use of integral operators enables the neural network to rely on global rectilinear features in the image, and so it is ideal for detecting vanishing points. To demonstrate the effectiveness of the proposed architecture, we use a set of images from a DVR and show its superiority over existing methods. Note, in addition, that the proposed neural network architecture essentially repeats the process of direct and back projection used, for example, in computed tomography.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОДХОДЫ К ОБНАРУЖЕНИЮ И ОЦЕНКЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ НА ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТРАНСПОРТНОЙ АНАЛИТИКЕ
стр.746-756
Алпатов Б.А., Бабаян П.В., Ершов М.Д.
Рассмотрены различные подходы к обработке изображений и видео с целью решения задач обнаружения, слежения и оценки параметров движущихся объектов. Описаны разработанные алгоритмы решения обозначенных задач применительно к области транспортной аналитики. При разработке алгоритмов внимание было уделено решению задач на внутренней платформе камер видеонаблюдения, что накладывает ограничения на вычислительную сложность. Первый алгоритм (базовый) выполняет обнаружение и оценку параметров движущихся объектов и основан на обработке двух связанных зон изображения. Данный алгоритм включает вычислительно эффективную и адаптивную процедуру оценки и обновления фоновой составляющей изображения на основе физики процесса движения объекта интереса через зону обработки. Второй алгоритм выполняет слежение за объектом на основе метода оптического потока, инициализированного особыми точками. Третий алгоритм основан на прослеживании сегментов объекта, невысокая сложность алгоритма позволяет реализовать его на внутренней платформе интеллектуальных камер. Приведены результаты экспериментальных исследований предложенных алгоритмов, также проведено сравнение с некоторыми алгоритмами, представленными в литературе. Показано, что алгоритмы слежения позволяют повысить точность обнаружения и оценки параметров движущихся объектов, а также сократить вероятность ошибок классификации по сравнению с базовым подходом.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ КОНТУРОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ЗАДАННЫХ В КОМПЛЕКСНОЗНАЧНОМ КОДЕ
стр.757-763
Хафизов Р.Г., Охотников С.А.
Рассмотрены особенности организации нелинейной фильтрации контуров изображений, заданных в виде последовательности комплексных чисел. Исследовано влияние линейных преобразований масштабирования и поворота контура на результат фильтрации. Исследовано изменение спектра контура при прохождении через нелинейные фильтры.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РЕТУШИРОВАНИЕ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМОВ ДООПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЗАДАЧЕ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ПОДДЕЛОК
стр.763-771
Кузнецов А.В., Гашников М.В.
Исследуются алгоритмы ретуширования изображений при генерировании поддельных данных дистанционного зондирования Земли. Приводится обзор существующих нейросетевых решений в области генерирования и доопределения изображений дистанционного зондирования. Для ретуширования данных дистанционного зондирования Земли применяются алгоритмы доопределения изображений на основе свёрточных нейронных сетей и генеративно-состязательных нейронных сетей. Особое внимание уделяется генеративной нейросети с обособленным блоком предсказания контуров, включающей две последовательно соединённые генеративно-состязательные подсети. Первая подсеть доопределяет контуры изображения внутри ретушируемой области. Вторая подсеть использует доопределённые контуры для генерирования результирующей ретуширующей области. В качестве базы для сравнения используется прецедентный алгоритм доопределения изображений. Проводятся вычислительные эксперименты по исследованию эффективности указанных алгоритмов при ретушировании реальных данных дистанционного зондирования различных видов. Выполняется сравнительный анализ качества работы рассматриваемых алгоритмов в зависимости от типа, формы и размеров ретушируемых объектов и областей. Приводятся качественные и количественные характеристики эффективности работы исследуемых алгоритмов доопределения изображений при ретушировании данных дистанционного зондирования Земли. Экспериментально обосновывается преимущество генеративно-состязательных нейронных сетей при создании поддельных данных дистанционного зондирования.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССУЖДЕНИЙ ПРИ ПОИСКЕ И ОПИСАНИИ ОБЪЕКТОВ НА КОСМОСНИМКАХ
стр.772-781
В статье представлен подход к проблеме контекстного поиска и описания объектов на растровых космоснимках, заключающийся в моделировании рассуждений на основе структурированных прецедентов. В результате обработки изображения строится граф смежности цветовых областей. Объект характеризуется цветом, атрибутами формы отрезков границы и формы объекта в целом. Структурированный прецедент представляется в виде лучевого графа, дуги которого упорядочены в соответствии с положительным обходом границ областей. С помощью алгоритма сопоставления графов в анализируемом изображении выявляются вхождения прецедентов из базы данных системы. При обнаружении вхождения применяется правило прецедентного вывода. Степень принадлежности объекта некоторому классу зависит не только от свойств самого объекта, но и от достоверности окружающих его объектов. Стратегия контекстного поиска содержит этапы рекурсии и итерации. В отличие от нейросетевых технологий, предложенный подход позволяет не только классифицировать изображенные объекты, но и получать их структурированные описания. Кроме того, выдаваемое системой классификационное решение имеет аргументированное обоснование. Результаты эксперимента показывают, что рассуждения на основе структурированных прецедентов позволяют уточнять результаты классификации и повышать достоверность распознавания объектов на космоснимках.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ НАЗЕМНЫХ СТАНЦИЙ
стр.782-790
Воробьев А.В., Пилипенко В.А., Еникеев Т.А., Воробьева Г.Р.
Основываясь на данных наблюдения магнитных обсерваторий и вариационных станций, публикуемых на портале SuperMAG, предлагается и верифицируется подход к построению специализированной веб-ГИС на базе микросервисной архитектуры, обеспечивающей аналитический контроль возмущенной составляющей вариаций геомагнитного поля. Реализованный в рамках данной системы метод пространственной интерполяции геомагнитных данных в совокупности с предложенной схемой их ранжировки и интерпретации, а также способом визуализации в виде изолиний позволяет отслеживать структуру, наблюдать динамику, выявлять вероятные регионы, длительность и временные интервалы возникновения экстремальных геомагнитных возмущений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АЛГОРИТМ НА ОСНОВЕ СЭМПЛИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ЗАДАЧЕ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА
стр.791-796
Филимонов П.А., Белов М.Л., Иванов С.Е., Городничев В.А., Федотов Ю.В.
Разработан алгоритм на основе сэмплирования аэрозольных неоднородностей для обработки изображений в задаче лидарного измерения скорости ветра в атмосфере. Проверка разработанного алгоритма производилась с использованием синтезированных лидарных сигналов и на данных натурных измерений. Алгоритм обработки аэрозольных полей в координатах «дальность - время» позволяет существенно уменьшить погрешности лидарного времяпролётного метода измерения скорости ветра по сравнению с корреляционными методами измерения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МЕТОД ВЫЧИСЛЕНИЯ DST-ИНДЕКСА НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТ-МОДЕЛИ ВАРИАЦИЙ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
стр.797-808
Мандрикова О.В., Степаненко А.А.
Предложен метод вычисления индекса геомагнитной активности Dst , основанный на вейвлет-модели вариаций геомагнитного поля. Метод позволяет в автоматическом режиме получать значения Dst -индекса с 1-минутным разрешением. Апробация метода выполнена на данных приэкваториальных станций [1]. В работе описан алгоритм выполнения расчетов и приведены результаты оценок. Выполнено сравнение результатов расчета с классическим подходом и с методом, используемым в Мировом центре данных Киото. Показано, что предлагаемый метод позволяет в оперативном режиме получать значения Dst -индекса с допустимой погрешностью.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛАЗЕРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГЛАЗНОЕ ДНО ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
стр.809-820
Широканев А.С., Кибиткина А.С., Ильясова Н.Ю., Дегтярев А.А.
Лечение диабетической ретинопатии с использованием лазерной коагуляции сетчатки по зонам глазного дна, выбираемым врачом, обеспечивается на основе наведения лазера, после чего осуществляется обстрел, способствующий образованию коагулятов, которые препятствуют кровоизлияниям. Основная проблема при проведении лазерной коагуляции заключается в выборе зон обстрела так, чтобы охватить все проблемные области и подобрать параметры лазерного воздействия, чтобы излишне не повредить сетчатку. У каждого пациента индивидуальная структура глазного дна. Необходимо учитывать индивидуальное строение патологических и анатомических элементов, чтобы достичь требуемого терапевтического эффекта. Терапевтический эффект достигается при образовании коагулятов во всех областях, в которых происходит кровоизлияние. Сосудистый слой должен нагреться до достаточной температуры, чтобы образовался коагулят, но при этом не должна быть повреждена сетчатка. Такой эффект можно прогнозировать при помощи математического моделирования лазерного воздействия. В настоящей работе рассматриваются методы математического моделирования лазерного воздействия, основанные на уравнении теплопроводности. Проводится сравнение методов по вычислительной сложности и устойчивости решения. Выполняется анализ возможности прогнозирования терапевтического эффекта при помощи методов математического моделирования лазерного воздействия.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ГИБРИДНЫЙ ПОДХОД ДЛЯ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ НА ОСНОВЕ ШТРАФНОГО P-СПЛАЙНА И ЭВОЛЮЦИОННОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
стр.821-829
Кочегурова Е.А., Репина Е.Ю., Цехан О.Б.
В работе предложена гибридная модель прогнозирования, включающая рекуррентную схему штрафного P -сплайна с адаптацией параметров на основе алгоритмов эволюционной оптимизации. В задачах краткосрочного прогнозирования, особенно в системах реального времени, актуальной является задача повышения скорости прогноза без ухудшения его качества. Высокая скорость прогнозирования в данном подходе достигается экономичной вычислительной схемой рекуррентного P -сплайна при малой глубине предыстории. А одновременная адаптация нескольких параметров P -сплайна позволяет управлять точностью прогноза.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АБСТРАКТНАЯ МОДЕЛЬ ИСКУССТВЕННОЙ ИММУННОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ КОМИТЕТА КЛАССИФИКАТОРОВ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ КЛАВИАТУРНОГО ПОЧЕРКА
стр.830-842
Предложены абстрактная модель искусственной иммунной сети на базе комитета классификаторов и два алгоритма ее обучения (с учителем и с подкреплением) для задач классификации, которые характеризуются малыми объемами и низкой репрезентативностью обучающих выборок. Оценка эффективности модели и алгоритмов выполнена на примере задачи аутентификации по клавиатурному почерку с использованием 3 баз данных биометрических образов. Разработанная искусственная иммунная сеть обладает эмерджентностью, памятью, двойной пластичностью, устойчивостью обучения. Эксперименты показали, что искусственная иммунная сеть дает меньший или сопоставимый процент ошибок по сравнению с некоторыми архитектурами нейронных сетей при гораздо меньшем объеме обучающей выборки.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
THE OPTIMIZATION OF AUTOMATED GOODS DYNAMIC ALLOCATION AND WAREHOUSING MODEL
стр.843-847
In the development of modern logistics, the role of automated cargo warehousing is gradually reflected, which is essential for the automatic distribution of goods. This paper briefly introduced the automatic location allocation model and the particle swarm optimization (PSO) algorithm used to optimize the model. At the same time, it introduced the concept of genetic operator and multi-group co-evolution to improve the algorithm, and then the simulation analysis of standard PSO and improved PSO was performed on MATLAB software. The results showed that the improved PSO iterated fewer times and get better solution sets; compared with the manual allocation scheme, the improved PSO calculation reduced more warehousing time, lowered more center of gravity height, and improved shelf stability. In summary, the improved PSO algorithm can effectively optimize the automated goods dynamic allocation and warehousing model.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОД КОРРЕКЦИИ ИСКАЖЕНИЙ ВОЛНОВОГО ФРОНТА В СИСТЕМЕ АТМОСФЕРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ С МАЛЫМ ОБЪЕМОМ ПЕРЕДАВАЕМОЙ ПО СЛУЖЕБНОМУ КАНАЛУ ИНФОРМАЦИИ
стр.848-851
Невзоров А.А., Станкевич Д.А.
В работе описывается метод коррекции искажений волнового фронта лазерного излучения в турбулентной атмосфере, позволяющий сократить объем передаваемых по служебному каналу данных. Коррекция осуществляется транспарантом, фазовая маска которого вычисляется с помощью простой трехслойной нейронной сети по распределению интенсивности, полученному на фотоприемнике. Архитектура сети построена таким образом, чтобы уменьшить размерность данных, передаваемых по служебному каналу, до 30 параметров, по которым затем строится корректирующая маска.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ БИНАРНЫХ ФАЗОВЫХ АКСИКОНОВ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ТЕРАГЕРЦОВЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОН-ПОЛЯРИТОНОВ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКАХ
стр.852-858
Князев Б.А., Павельев В.С.
Рассмотрена возможность генерации поверхностных плазмон-поляритонов с орбитальным угловым моментом («закрученных плазмонов») на цилиндрических проводниках дифракционным методом ("end-fire coupling technique") в спектральном диапазоне от 8,5 до 141 мкм (~2 - 40 ТГц). Торец цилиндра освещается Бесселевыми пучками, сформированными с помощью бинарных спиральных фазовых аксиконов, или кольцевыми закрученными пучками, сформированными в фокальной плоскости дополнительной линзы. Построены графики, определяющие связь между параметрами волновода (диаметр проводника, равный диаметру освещающего пучка, и угол «закрутки» плазмона) и параметрами аксикона (отношение периода аксикона к длине волны излучения) для указанных выше длин волн и топологических зарядов пучков от 1 до 9. Полученные результаты свидетельствуют о возможности проведения в длинноволновом диапазоне экспериментов по моделированию плазмонного мультиплексного канала связи.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
