+
ПЛОТНОСТЬ УГЛОВОГО МОМЕНТА ПАРАКСИАЛЬНОГО ОПТИЧЕСКОГО ВИХРЯ С КРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
стр.5-12
В.В. Котляр, А.А. Ковалёв
Получены общие аналитические выражения для вектора плотности углового момента параксиального оптического вихря с эллиптической поляризацией. Показано, что для любого вихревого поля с радиальной симметрией и круговой поляризацией имеет место эффект «углового трактора», то есть поток световой энергии вращается вокруг оптической оси по часовой или против часовой стрелки на разных радиусах в поперечном сечении пучка. Также показано, что осевая проекция плотности углового момента вихревого светового поля меняет
знак на тех же радиусах в сечении пучка. То есть микрочастицы, захваченные в вихревой пучок на разных радиусах, будут вращаться либо по часовой стрелке, либо против часовой.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОРБИТАЛЬНЫЙ УГЛОВОЙ МОМЕНТ АСТИГМАТИЧЕСКОГО ПУЧКА ЭРМИТА–ГАУССА
стр.13-21
В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, А.П. Порфирьев
Получена явная формула для нормированного орбитального углового момента для эллиптического пучка Эрмита–Гаусса (ЭГ) с номером (0, n), сфокусированного цилиндрической линзой. Этот орбитальный угловой момент может быть по модулю как больше n, так и меньше n. Если
цилиндрическая линза фокусирует не эллиптический, а обычный пучок Эрмита–Гаусса, то он также будет обладать орбитальным угловым моментом как большим, так и меньшим по модулю, чем эллиптический пучок Эрмита–Гаусса. При n = 0 этот пучок становится астигматическим
Гауссовым пучком, но будет по-прежнему обладать орбитальным угловым моментом. С помощью двух интерферограмм восстановлена фаза астигматического Гауссова пучка, с помощью которой рассчитан нормированный орбитальный угловой момент. Значения орбитального углового момента, рассчитанные по теоретической формуле и с помощью гибридного модельно-экспериментального метода, отличаются всего на 6 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
О СВЯЗИ КОНСТАНТЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ БЛОХОВСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЫ С ТОЛЩИНОЙ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ФОТОННОГО КРИСТАЛЛА
стр.22-27
Е.А. Безус, Д.А. Быков, Л.Л. Досколович
Рассмотрен вывод дисперсионного уравнения блоховской поверхностной волны, распространяющейся вдоль границы раздела полубесконечного одномерного фотонного кристалла и однородной среды. На основе полученного дисперсионного уравнения записано явное аналитическое соотношение, определяющее связь константы распространения и толщины верхнего слоя фотонного кристалла.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЧИСЛЕННАЯ ФОКУСИРОВКА И ПОЛЕ ЗРЕНИЯ В ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ МИКРОСКОПИИ
стр.28-37
А.А. Гребенюк, Д.М. Клычкова, В.П. Рябухо
Представлен анализ эффектов, возникающих на краях поля зрения при численно сфокусированной визуализации оптически расфокусированных объектов в системах интерференционной микроскопии с пространственно когерентным освещением объекта. Получены выражения, описывающие границы областей различного типа в численно сфокусированных
изображениях в зависимости от параметров дефокусировки. Получены выражения для оценки допустимых пределов дефокусировки при численно сфокусированной визуализации. Проведено экспериментальное исследование эффектов, возникающих на краях поля зрения при численно сфокусированной визуализации оптически расфокусированных объектов в цифровом голографическом микроскопе с освещением на пропускание.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СПЕКТРАЛЬНАЯ И УГЛОВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУХСЛОЙНОЙ ОДНОРЕЛЬЕФНОЙ ПИЛООБРАЗНОЙ МИКРОСТРУКТУРЫ
стр.38-43
Г.И. Грейсух, В.А. Данилов, А.И. Антонов, С.А. Степанов, Б.А. Усиевич
Проанализирована спектральная и угловая зависимость дифракционной эффективности двухслойных однорельефных пилообразных микроструктур, компонуемых из оптических пластмасс и недавно разработанных специальных марок стекла, позволяющих легко тиражировать элементы с дифракционным микрорельефом прецизионным литьем или штамповкой. Продемонстрированы широкие возможности ослабления зависимости дифракционной эффективности таких микроструктур от длины волны и угла падения излучения на элемент.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАСЧЁТ ОСЕВЫХ СФЕРИЧЕСКИХ АБЕРРАЦИЙ ВЫСШИХ ПОРЯДКОВ СВЕТОСИЛЬНОГО ФОКУСИРУЮЩЕГО ГОЭ С ИСПРАВЛЕННОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦИЕЙ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА. ЧАСТЬ 1
стр.44-53
Ю.Ц. Батомункуев, А.А. Дианова
В работе представлены и обсуждаются результаты расчётов радиусов сферических аберраций пятого, седьмого и девятого порядков многопорядкового фокусирующего голограммного оптического элемента с исправленной сферической аберрацией третьего порядка в рабочем спектральном диапазоне. В качестве примеров рассматриваются светосильные осевые ГОЭ с относительными отверстиями, близкими к 1:1 в заданных рабочих спектральных диапазонах. Приводятся координаты точечных источников расходящейся опорной и сходящейся объектной волн, записывающих голограммный оптический элемент. Показано,
что при использовании голограммного оптического элемента в первом и втором порядках дифракции для формирования изображения точечного источника света, излучающего в диапазонах 250 – 281 нм и 500 – 563 нм, существует (в этих диапазонах) возможность полного исправления в изображении сферической аберрации третьего порядка на двух длинах
волн и сферических аберраций пятого, седьмого порядков на одной длине волны. Причём эти длины волн в видимом диапазоне отличаются от длины волны записи голограммного оптического элемента, равной 0,532 мкм.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АВТОДИННАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ РАССТОЯНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА ПРИ ТОКОВОЙ МОДУЛЯЦИИ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ
стр.54-59
Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, Е.И. Астахов, И.С. Костюченко, С.Ю. Добдин
Показано расширение возможностей метода токовой модуляции длины волны лазерного излучения за счёт использования гармонической модуляции. Исследованы достоинства метода пилообразной модуляции, связанные с использованием в качестве информационного
параметра частоты спектральной составляющей автодинного сигнала, а также достоинства метода гармонической модуляции, обусловленные возможностью определения расстояния по результатам измерения амплитуд спектральных составляющих автодинного сигнала.
Сравнительный анализ методов измерения расстояния до объекта при существующих возможностях модуляции длины волны излучения полупроводникового лазера показал преимущества измерения расстояний до 30 см методом гармонической токовой модуляции лазерного диода, а на расстояниях более 50 см – методом пилообразной токовой модуляции.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РЕЗОНАНСНАЯ СИСТЕМА ОПТОЭЛЕКТРОННОГО АВТОГЕНЕРАТОРА НА ОСНОВЕ ПРОХОДНОГО ПЛАНАРНОГО ОПТИЧЕСКОГО ДИСКОВОГО МИКРОРЕЗОНАТОРА
стр.60-66
А.С. Задорин, А.А. Лукина
Отмечается, что наилучшие технические характеристики микроволновых оптоэлектронных автогенераторов достигаются в схемах с использованием высокодобротных оптических микрорезонаторов, работающих в режиме резонанса бегущей волны. Рассмотрена возможность использования для этой цели планарных дисковых оптических микрорезонаторов,
возбуждаемых фундаментальными модами шепчущей галереи. Исследованы элементы связи для таких резонаторов, построенные на основе планарных оптических волноводов, расположенных над поверхностью дискового резонатора в области, ограниченной внешней и
внутренней каустиками моды шепчущей галереи. Предложены модели данного устройства. Приведены соответствующие расчётные данные.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРИТЕЛЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ
стр.67-71
О.А. Волков, А.В. Дёмин, К.В. Константинов
Рассмотрены принципы построения измерителя метеорологической оптической дальности видимости, получено новое соотношение для его определения. Приведена оптическая схема измерителя метеорологической оптической видимости и приведены характеристики нового измерителя.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОСОБЕННОСТИ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА «РАЗРАБОТКА ВАРИОСИСТЕМ»
стр.72-83
О.В. Рожков, Д.Е. Пискунов, П.А. Носов, В.Ю. Павлов, А.М. Хорохоров, А.Ф. Ширанков
Описаны основные теоретические положения научной школы МГТУ им. Н.Э. Баумана «Разработка вариосистем»: методы расчёта как классических, так и лазерных вариосистем, систем с линейной и нелинейной связью между перемещениями компонентов, основы теории обобщённых параметров профессора И.И. Пахомова, метод габаритного синтеза многокомпонентных вариосистем, методика аберрационного синтеза вариосистем в области аберраций третьего и пятого порядков. Эффективность методов иллюстрируется примерами разработок вариосистем с высокими оптическими характеристиками.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ. ЧАСТЬ 1. МУЛЬТИПЛЕТНЫЕ МОДЕЛИ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
стр.84-95
В.Г. Лабунец, Е.В. Кох, Е. Остхаймер
Разрабатываются новые модели многоканальных (мульти- и гиперспектральных) изображений с использованием коммутативных гиперкомплексных алгебр (триплетных – для цветных и мультиплетных – для многоканальных). Гиперкомплексные алгебры обобщают алгебру комплексных чисел. Они содержат гиперкомплексные числа, представляющие собой линейную комбинацию нескольких мнимых единиц. Главная цель работы – показать, что коммутативные гиперкомплексные числа могут быть использованы при обработке многоканальных изображений в естественной и эффективной манере. В этой части работы мы предполагаем, что мозг животных оперирует гиперкомплексными числами, когда обрабатывает многоканальные изображения, которые возникают на ретине. В нашем подходе каждый многоканальный пиксел рассматривается не как K-мерный (K-Dimension) вектор, а как K–D гиперкомплексное число, где K есть число различных оптических каналов. Это создает эффективную математическую основу для различных функционально-числовых преобразований многоканальных изображений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СРАВНЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ИХ ДИФФЕОМОРФНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
стр.96-104
С.В. Лейхтер, С.Н. Чуканов
Рассмотрена задача сравнения двух диффеоморфных изображений – начального изображения диффеоморфизма и конечного изображения диффеоморфизма, которые задаются множеством точек. Задача решается на основе метода построения минимизируемого функционала, характеризующего эволюцию диффеоморфного преобразования изображения от начального до конечного, и штрафа за отклонение траектории изображения от требуемой траектории. Разработан итерационный алгоритм решения уравнения диффеоморфного преобразования на основе итеративного метода решения уравнений. Рассмотрена задача сравнения двух изображений с использованием построения функционала при оптимальном метаморфозисе изображений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СИНТЕЗ ОБУЧАЮЩИХ ВЫБОРОК ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОСЕТЕЙ
стр.105-112
В.И. Шахуро, А.С. Конушин
В работе исследуется применимость порождающих конкурирующих нейронных сетей для синтеза обучающих выборок на примере задачи классификации дорожных знаков. Рассматриваются порождающие нейронные сети, обучаемые с помощью метрики Васерштейна. В качестве базового метода для сравнения используется метод генерации синтетических изображений дорожных знаков по иконке. Проводится экспериментальное сравнение нейросетевых классификаторов, обученных на реальных данных, двух видах синтетических данных, а также смеси реальных и синтетических данных. Эксперименты показывают, что
современные порождающие нейронные сети позволяют создавать реалистичные обучающие выборки для классификации автодорожных знаков, которые превосходят по качеству методы генерации знаков по иконкам, но немного уступают по качеству реальным данным.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННОЙ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗОВ
стр.113-117
Рассмотрена возможность применения искусственных иммунных систем для распознавания зрительных образов. Разработан и программно реализован новый алгоритм искусственной иммунной системы, позволяющей с помощью Web-камеры в режиме реального времени распознавать такие образы. Экспериментально показано, что данная система может быть успешно применена для распознавания как лиц людей, так и любых других объектов. Обсужден вопрос о применении искусственной иммунной системы в высокопроизводительных системах параллельных вычислений. К преимуществам разработанной искусственной иммунной системы можно отнести высокую скорость обучения системы новым образам, а также возможность обучения системы новому образу в любой момент её работы. Эти преимущества открывают возможность создания систем искусственного интеллекта, обучающихся в режиме реального времени.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АЛГОРИТМЫ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ QIM, СТОЙКИЕ К СТАТИСТИЧЕСКОЙ АТАКЕ
стр.118-127
В.А. Митекин, В.А. Федосеев
В работе предлагаются два новых алгоритма встраивания информации в мультимедиа, относящиеся к семейству алгоритмов на основе управляемого переквантования (Quantization Index Modulation, QIM). Предлагаемые алгоритмы спроектированы таким образом, чтобы обеспечить стойкость к статистической атаке, эффективной для других алгоритмов данного семейства и позволяющей восстановить секретный ключ встраивания, используя корреляционные связи между битами ключа и отсчётами носителя встроенной информации. В предлагаемых алгоритмах стойкость к данной атаке обеспечивается за счёт использования корреляционно-стойких функций встраивания информации, которые гарантируют статистическую независимость модифицируемых компонент контейнера и битов ключа. Будучи описанными на примере полутоновых изображений, новые алгоритмы могут использоваться для модификации любых мультимедийных данных в пространственно-временной и спектральной области. Результаты экспериментальных исследований подтвердили требуемую стойкость к статистической атаке и показали, что предложенные алгоритмы не вносят дополнительных искажений по сравнению с базовыми алгоритмами. Однако также эксперименты показали, что новые алгоритмы характеризуются несколько сниженной робастностью к аддитивному зашумлению и JPEG-сжатию.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИДИМОСТИ ВУЛКАНОВ
стр.128-140
А.Н. Камаев, И.П. Урманов, А.А. СОРОКИН, Д.А. Карманов, С.П. Королёв
В статье представлен метод определения видимости вулкана на кадрах видеопоследовательности, получаемой со стационарной камеры видеонаблюдения. Он включает в себя алгоритмы анализа параметрических контуров объектов наблюдений и частотных
характеристик изображений. Рассматривается процедура построения параметрических контуров вулкана и процедура их сопоставления. Предложен алгоритм для выявления наиболее устойчивых контуров для группы из нескольких эталонных изображений. Посредством сопоставления этих контуров с контурами анализируемого изображения
определяется видимость вулкана. Для устранения влияния случайных небольших сдвигов и поворотов камеры решается задача максимизации оценки относительно плоского сдвига и поворота камеры. В случае, когда оценка видимости вулкана находится недалеко от границы принятия решения о непригодности снимка для дальнейших исследований, она
корректируется с помощью алгоритма анализа частотной характеристики изображения, которая представлена вектором вклада октав частот в формирование яркостной компоненты изображения. Сопоставление эталонной частотной характеристики и характеристики анализируемого изображения позволяет оценить вклад различных частот
в формирование изображений вулканов. В работе рассматриваются результаты апробации созданных алгоритмов на примере
архива системы видеонаблюдения за вулканами Камчатки. Полученные оценки говорят об эффективности предложенных методов и позволяют использовать их в дальнейшем для автоматизированной фильтрации неинформативных изображений при мониторинге вулканической активности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕГМЕНТАЦИИ АЭРОФОТОСНИМКОВ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
стр.141-148
Ю.Б. Блохинов, В.А. Горбачев, Ю.О. Ракутин, А.Д. Никитин
Статья посвящена разработке эффективного алгоритма семантической сегментации изображений для работы в реальном времени, обладающего наилучшей точностью в своем классе. На основе сравнительного анализа методов предварительной сегментации, методов вычисления
признаков по сегментам изображения, а также различных алгоритмов машинного обучения выявлены наиболее эффективные из них как по точности, так и по быстродействию. По результатам исследования построен модульный алгоритм семантической сегментации со временем выполнения, близким к реальному. Обучение и тестирование проводились на коллекции ISPRS «Vaihingen» аэрофотоснимков видимого и инфракрасного диапазонов, к которым прилагается пиксельная карта высот изображенной местности. Предложен оригинальный способ получения нормализованной матрицы высот по исходной цифровой модели рельефа.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФУНКЦИЙ В ПРОЕКЦИОННЫХ ОЦЕНКАХ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ НЕЙРОСЕТЕВЫХ ПРИЗНАКОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ
стр.149-158
Исследована задача распознавания изображений, которые описываются векторами признаков высокой размерности, выделенными с помощью глубокой свёрточной нейронной сети и анализа главных компонент. Рассмотрена проблема высокой вычислительной сложности статистического подхода с непараметрическими оценками плотности вероятности векторов признаков, реализованного в вероятностной нейронной сети. Предложен новый метод статистической классификации на основе проекционных оценок плотности распределения с
тригонометрической системой ортогональных функций. Показано, что такой подход позволяет преодолеть недостатки вероятностной нейронной сети, связанные с необходимостью обработки всех признаков всех эталонных изображений. В рамках экспериментального исследования для наборов изображений Caltech-101 и CASIA WebFaces показано, что предлагаемый подход позволяет на 1–5 % снизить вероятность ошибки распознавания и в 1,5 –6 раз повысить вычислительную эффективность по сравнению с исходной вероятностной нейронной сетью для малых выборок эталонных изображений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ВЫДЕЛЕНИЕ ИНФОРМАТИВНЫХ ПРИЗНАКОВ НА ОСНОВЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛИНОМОВ ЦЕРНИКЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПАТОЛОГИЯХ РОГОВИЦЫ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ГЛАЗА
стр.159-166
П.А. Хорин, Н.Ю. Ильясова, Р.А. Парингер
Исследование посвящено анализу аберрации волнового фронта при изменении кривизны поверхности роговицы человеческого глаза. Анализ выполнен на основе представления аберраций передней и задней поверхности роговицы в виде суперпозиции функций Цернике. Объектом исследования являются весовые коэффициенты полиномов Цернике. Данные были получены в ряде клинических испытаний в глазной клинике Бранчевского. Был проведен анализ наиболее информативных весовых коэффициентов с точки зрения классификации пациентов по определённым диагнозам. Было произведено сравнение результатов
классификации по тридцати признакам как на передней, так и на задней поверхности роговицы, а также по наиболее информативным признакам. Ранжирование признаков осуществлялось по критерию информативности для решения конкретной задачи классификации. При
проведении исследований информативность оценивалась на основе значений критерия разделимости. Дополнительная оценка информативности проводилась путём вычисления ошибки классификации методом К-средних. В результате анализа выделены базисные
функции Цернике, наиболее информативные для определённых патологий глаза.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ АЛГОРИТМОВ ПРИЁМА СИГНАЛОВ С МНОГОИМПУЛЬСНОЙ ПОЗИЦИОННО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
стр.167-174
В.И. Парфенов, Д.Ю. Голованов
В работе предложен алгоритм оценки временных положений и амплитуд импульсов периодической последовательности по незначительному количеству отсчётов, число которых определяется только числом этих импульсов. Рассмотрена работа этого алгоритма в случае,
когда фильтром, ограничивающим спектр исходного сигнала, является идеальный фильтр низких частот, а также фильтр Найквиста и определены условия перехода от одного фильтра к другому. Исследована эффективность предложенного алгоритма на основе анализа зависимости рассеяния оценки временных положений и амплитуд от отношения сигнал/шум и числа импульсов последовательности. Показано, что с этой точки зрения эффективность работы алгоритма снижается с ростом числа импульсов последовательности и уменьшением отношения сигнал/шум.
Отмечено, что предложенный алгоритм, в отличие от классического алгоритма максимального правдоподобия, не требует поиска максимума функции большого числа переменных, и в то же время характеристики оценок оказываются практически одинаковыми для обоих этих методов. Показано также, что точность оценки предложенного алгоритма может
быть повышена за счёт незначительного увеличения количества отсчётов сигнала. Полученные результаты могут быть использованы при практическом проектировании лазерных систем связи, в которых в качестве метода передачи сообщений используется многоимпульсная позиционно-импульсная модуляция.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
