+
Теория катастроф и каустики радиально-симметричных пучков
стр.159-167
С.И. Харитонов, С.Г. Волотовский, С.Н. Хонина
Работа посвящена исследованию каустик радиальных пучков. Найдены аналитические выражения для каустических поверхностей волновых фронтов, создаваемых радиально-симметричными дифракционными оптическими элементами. Результат представлен в криволинейной системе координат, согласованной с каустической поверхностью. Получено асимптотическое представление интеграла Кирхгофа вблизи оптической оси, обеспечивающее корректность расчетов в непараксиальном случае.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Исследование немарковской динамики двух взаимодействующих кубитов на основе численного решения нелинейного стохастического уравнения Шрёдингера
стр.168-173
А.В. Павельев, В.В. Семин
В работе исследуется немарковская динамика системы, состоящей из двух взаимодействующих кубитов. На основе идей стохастического исчисления выведено и обобщено на немарковский случай нелинейное стохастическое уравнение Шрёдингера. Стохастическое уравнение решается путём прямого компьютерного моделирования. На основе решения строятся различные динамические характеристики рассматриваемой системы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Сравнение величин обратного потока энергии в остром фокусе светового поля с поляризационной и фазовой сингулярностями
стр.174-183
В.В. Котляр, А.Г. Налимов, С.С. Стафеев
С помощью матриц и векторов Джонса показано, что оптический элемент с метаповерхностью, анизотропное пропускание которого описывается матрицей поворота поляризации на угол mφ, φ – полярный угол, при освещении светом с линейной поляризацией формирует азимутальную или радиальную поляризацию порядка m. При освещении светом с круговой поляризацией такой элемент формирует оптический вихрь с топологическим зарядом m. Этот поляризационно-фазовый конвертор (ПФК) выполняет спин-орбитальное преобразование, аналогичное тому, которое выполняют жидкокристаллические q-пластинки. Численно FDTD-методом показано, что при освещении ПФК с m
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Формирование заданных распределений на основе разложения по вихревым собственным функциям ограниченного непараксиального оператора распространения
стр.184-192
С.Н. Хонина, С.Г. Волотовский, М.С. Кириленко
Рассмотрено решение задачи преодоления дифракционного предела на основе представления оптического сигнала в виде суперпозиции коммуникационных мод, согласованных с вихревыми собственным функциям ограниченного (в пространственной и спектральной областях) непараксиального оператора распространения в свободном пространстве. Непараксиальное распространение лазерных пучков описано с помощью разложения по коническим волнам на основе преобразования Фурье–Ханкеля m-го порядка. Собственные функции такого оператора, имеющие собственные значения, близкие к единице, определяют число степеней свободы и характеристики оптического сигнала, передаваемого без искажения на заданное расстояние. На основе рассмотренного подхода разработан параметрический метод решения обратной задачи дифракции, включая преодоление дифракционного предела.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Формирование продольно-удлинённой области обратного потока энергии с помощью кольцевых апертур
стр.193-199
С.С. Стафеев, В.В. Котляр
С помощью формул Ричардса – Вольфа описывается фокусировка цилиндрического векторного пучка второго порядка широкоапертурной линзой, ограниченной кольцевой апертурой,. Показано, что можно увеличить область отрицательных значений проекции вектора Пойнтинга на оптическую ось, увеличив глубину фокуса с помощью кольцевой
апертуры. Продемонстрировано, что при фокусировке света объективом с числовой апертурой 0,95 использование кольцевой апертуры, ограничивающей угол входного зрачка до 0,9 от максимального значения, позволяет увеличить глубину области отрицательных значений
проекции вектора Пойнтинга на оптическую ось в 4 раза при практически неизменной ширине области (изменяется с 0,357 до 0,352 от длины волны фокусируемого света). При этом в 2,5 раза возрастает отношение абсолютных значений минимального значения осевой проекции вектора Пойнтинга в фокусе к максимальному.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Влияние дополнительной фазовой модуляции амплитудных жидкокристаллических ПВМС на характеристики распознавания изображений в инвариантном оптико-цифровом корреляторе
стр.200-208
Д.С. Гончаров, Н.Н. Евтихиев, В.В. Краснов, Н.М. Пономарев, Р.С. Стариков
В работе представлены результаты измерения характеристик дополнительной фазовой модуляции серийного амплитудного жидкокристаллического пространственно-временного
модулятора света HoloEye LC 2002. Получена зависимость величины вносимого фазового сдвига данного жидкокристаллического пространственно-временного модулятора от поданного на него сигнала, определяющего амплитудное пропускание. Выполнено математическое моделирование работы инвариантного дифракционного оптико-цифрового коррелятора на базе жидкокристаллического пространственно-временного модулятора с фазовым
сдвигом, зависящим от амплитуды в соответствии с измеренными ранее данными. Для обеспечения инвариантности корреляционного распознавания использованы два типа корреляционных фильтров – оптимальный компромиссный фильтр с максимальной средней
высотой корреляционного пика и фильтр с минимумом шума и энергии корреляции. Предложен метод оптимизации корреляционных фильтров с целью компенсации ошибки распознавания, обусловленной наличием дополнительной фазовой модуляции, позволяющий в
ряде случаев не только компенсировать, но и уменьшить ошибку распознавания.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Подходы к алгоритмизации строгого метода связанных волн
стр.209-219
А.И. Антонов, Л.А. Васин, Г.И. Грейсух
Выведены коэффициенты Фурье в разложении в ряд диэлектрической проницаемости линейно-пилообразного рельефа с положительным тангенсом угла наклона рабочей поверхности и с вертикальным обратным скатом, необходимые для алгоритмизации и реализации строгого метода связанных волн. Описаны и сравнены по устойчивости и эффективности подходы к реализации строгого метода связанных волн: подход целенаправленного преобразования матрицы пропускания и подход Гауссовых сокращений. Сделан вывод, что оптимальным подходом для определения дифракционной эффективности в случае пилообразной микроструктуры, глубина рельефа которой одного порядка с пространственным периодом, является подход целенаправленного преобразования матрицы пропускания.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Калибровка взаимного расположения стереокамеры и трёхмерного сканирующего лазерного дальномера
стр.220-230
В работе описан метод, позволяющий решать задачу определения взаимного положения многолучевого лидара и стереокамеры. Метод не накладывает никаких ограничений на место, в котором должна проводиться калибровка. Калибровка осуществляется с использованием калибровочного щита, который представляет собой плоский прямоугольник со специальными маркерами. Для калибровки используются трёхмерные соответствия. Вначале осуществляется поиск трёхмерных координат угловых точек калибровочного щита в системах координат камер стереопары, а также в системе координат лидара. Далее с помощью оптимизационных методов осуществляется вычисление параметров калибровки. Проведена серия виртуальных и натурных экспериментов, результаты которых показывают, что предложенный метод позволяет осуществить калибровку с точностью, сравнимой с погрешностью сенсоров. Предлагаемый метод позволяет улучшить точность калибровки за счёт одновременного использования информации с двух камер стереопары и подходит для лидаров как с низкой, так и с высокой плотностью точек.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Особенности усиления электромагнитного поля и увеличение плотности фотонных состояний в растительных фотонно-кристаллических структурах
стр.231-237
А.В. Шабанов, М.А. Коршунов, Е.Р. Буханов
Проведены расчёты с использованием метода трансфер матриц одномерных фотонных кристаллов с низким контрастом и разнопериодными асимметричными структурами. Такие структуры были найдены во многих растениях. При состыковке двух последовательно соединённых подрешёток с разными периодами отмечается увеличение амплитуды электро-магнитного поля и плотности фотонных состояний внутри структуры и их изменение в зависимости от асимметрии толщин подрешёток.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Методика проверки гипотез о распределениях многомерных спектральных данных с использованием непараметрического алгоритма распознавания образов
стр.238-244
В работе рассматривается новая методика проверки гипотез о распределениях многомерных спектральных данных дистанционного зондирования. Предлагаемая методика основана на использовании непараметрических алгоритмов распознавания образов. Проверка гипотезы о тождественности двух законов распределений многомерных случайных величин заменяется на проверку гипотезы о равенстве ошибки распознавания образов значению 0,5. Применение данной методики позволяет исключить проблему декомпозиции области значений случайных величин на многомерные интервалы, которая свойственна для критерия Пирсона. Её эффективность подтверждается результатами проверки гипотез о распределении спектральных данных дистанционного зондирования лесных массивов. Проводится анализ законов распределения следующих состояний лесных массивов: темнохвойный лес, повреждённые и сухие древостои. Исходная информация получена по данным дистанционного зондирования территории юга Сибири с помощью аппарата Landsat по 6 спектральным каналам. Результаты исследований являются важными для формирования набора значимых спектральных признаков в задаче оценивания состояний лесных массивов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Gradient-based technique for image structural analysis and applications
стр.245-250
This paper is devoted to application of gradients field characteristics in selected problems of image intellectual analysis and processing. To analyse the properties and structure of an image several approaches and models based on the use of the gradients field characteristics, are proposed. In this paper, models based on Weibull distribution are considered, an image dominant direction estimation algorithm using the parameters of scattering ellipse of gradients field components is proposed, and a similarity measure of
two images with arbitrary dimensions and orientation is proposed. Some examples of applications of these models for estimation of blur and structuredness of an image, for the quality assessment of resizing
and rotating algorithms, as well as for detection of a specified object on the image delivered by an unmanned aerial vehicle, are given.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
An adaptive image inpainting method based on the modified Mumford-Shah model and multiscale parameter estimation
стр.251-257
D.N.H. Thanh, V.B.S. Prasath, N.V. Son, L.M. Hieu
Image inpainting is a process of filling missing and damaged parts of image. By using the Mumford-Shah image model, the image inpainting can be formulated as a constrained optimization problem. The Mumford-Shah model is a famous and effective model to solve the image inpainting problem. In this paper, we propose an adaptive image inpainting method based on multis-cale parameter estimation for the modified Mumford-Shah model. In the experiments, we will
handle the comparison with other similar inpainting methods to prove that the combination of classic model such the modified Mumford-Shah model and the multiscale parameter estimation is an effective method to solve the inpainting problem.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Image compression and encryption based on wavelet transform and chaos
стр.258-265
With the rapid development of network technology, more and more digital images are transmitted on the network, and gradually become one important means for people to access the information. The security problem of the image information data increasingly highlights and has become one problem to be attended. The current image encryption algorithm basically focuses on the simple encryption in the frequency domain or airspace domain, and related methods also have some shortcomings. Based on the characteristics of wavelet transform, this paper puts forward the image compression and encryption based on the wavelet transform and chaos by combining the advantages of chaotic mapping. This method introduces the chaos and wavelet transform into the digital image encryption algorithm, and transforms the image from the spatial domain to the frequency domain of wavelet transform, and adds the hybrid noise to the high frequency part of the wavelet transform, thus achieving the purpose of the image degradation and improving the encryption security by combining the encryption approaches in the spatial domain and frequency domain based on the chaotic sequence and the excellent characteristics of wavelet transform. Testing experiments show that such algorithm reduces the memory consumption and implements the complexity, not only can decrease the key spending and compress the time spending, but also can improve the quality of decoded and reconstructed image, thus showing good encryption features with better encryption effect.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Unsupervised color texture segmentation based on multi-scale region-level Markov random field models
стр.264-269
In the field of color texture segmentation, region-level Markov random field model (RMRF) has become a focal problem because of its efficiency in modeling the large-range spatial constraints. However, the RMRF defined on a single scale cannot describe the un-stationary essence of the image, which highly limits its robustness. Hence, by combining wavelet transformation and the RMRF model, we present a multi-scale RMRF (MsRMRF) model in
wavelet domainin this paper. In the Bayesian framework, the proposed model seamlessly integrates the multi-scale information stemmed from both the original image and the region-level spatial constraints. Therefore, the new model can accurately describe the characteristics of different kinds of texture. Based on MsRMRF, an unsupervised segmentation algorithm is
designed for segmenting color texture images. Both synthetic color texture images and remote sensing images are employed in the comparative experiments, and the experimental results show that the proposed method can obtain more accurate segmentation results than the competitors.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Copy move forgery detection using key point localized super pixel based on texture features
стр.270-276
C. Rajalakshmi, M.G. Alex, R. Balasubramanian
The most important barrier in the image forensic is to ensue a forgery detection method such can detect the copied region which sustains rotation, scaling reflection, compressing or all. Traditional SIFT method is not good enough to yield good result. Matching accuracy is not good. In order to improve the accuracy in copy move forgery detection, this paper suggests a forgery detection method especially for copy move attack using Key Point Localized Super Pixel (KLSP). The proposed approach harmonizes both Super Pixel Segmentation using Lazy Random Walk (LRW) and Scale Invariant Feature Transform (SIFT) based key point extraction. The experimental result indicates the proposed KLSP approach achieves better performance than the previous well known
approaches.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Efficiency of object identification for binary images
стр.277-281
R.G. Magdeev, A.G. Tashlinskii
In this paper, a comparative analysis of the correlation-extreme method, the method of contour analysis and the method of stochastic gradient identification in the objects identification for a binary image is carried out. The results are obtained for a situation where possible deformations of an identified object with respect to a pattern can be reduced to a similarity model, that is, the pattern and the object may differ in scale, orientation angle, shift along the base axes, and additive noise. The identification of an object is understood as the recognition of its image with an estimate of the strain parameters relative to the template.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Комплексный анализ и мониторинг состояния окружающей среды на основе данных ДЗЗ
стр.282-295
Л.И. Лебедев, Ю.В. Ясаков, Т.Ш. Утешева, В.П. Громов, А.В. Борусяк, В.Е. Турлапов
Исследуется проблема комплексного анализа и мониторинга окружающей среды на основе прежде всего данных гиперспектральных изображений и вариант ее решения с созданием необходимого алгоритмического обеспечения для обработки и хранения гиперспектральных изображений. Гиперспектральное изображение рассматривается как двумерное поле сигнатур пикселей. Предложены методы оценки сходства сигнатуры пикселя гиперспектрального изображения с эталоном, включающие в себя простые преобразования совмещения пикселя с эталоном: тождественное; масштабирование по амплитуде; смещение по y; сочетание последних двух. Предложен метод кластеризации/распознавания с самообучением, определяющий значения параметров преобразования, обеспечивающего совмещение сигнатуры текущего пикселя с эталоном. Сходство с эталоном устанавливается по величине среднеквадратического отклонения. На этой основе предложен метод сжатия гиперспектральных изображений с контролируемыми потерями путем формирования базиса накоплением эталонов сигнатур и представления остальных сигнатур параметрами совмещения их с распознанным эталоном класса. В эксперименте с данными гиперспектральных изображений f100520t01p00r12 спектрометра AVIRIS, при величине потерь в 2 %, метод
обеспечил коэффициенты сжатия исходного гиперспектрального изображения для разных типов преобразований совмещения от 43 до 165 без необходимости архивации, т.е. сохраняя доступ к гиперспектральному изображению и используя список эталонов как аналог палитры гиперспектральных изображений. Предложен алгоритм для формирования плотных групп детектируемых объектов (например, пятен нефти) и их невыпуклого оконтуривания, управляемый 4 параметрами. Построена и реализована в пилотном варианте концепция геоинформационной системы и ее СУБД, обеспечивающая мониторинг и основанная на приоритете обработки и хранения гиперспектральных изображений, как источнике данных для него. В структуру системы введен лабораторный комплекс с новыми алгоритмами обработки и хранения гиперспектральных изображений, способный формировать на основе данных гиперспектральных изображений объекты цифровой векторной карты и данные о состоянии сформированных объектов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Алгоритмизация процесса распознавания состояний физиологических объектов на основе специальных рентгеновских изображений
стр.296-303
В.А. Васильченко, В.Л. Бурковский, А.Д. Данилов
В статье рассмотрены результаты разработки модуля экспертной системы диагностики заболеваний, основанной на методе нейросетевого анализа. Установлено, что максимальной эффективностью по обработке снимков аппаратов магнитно-резонансной томографии обладают свёрточные нейронные сети. При этом сформирован алгоритм по выбору оптимальной структуры нейронной сети в формате поставленной задачи. Итогом проделанной работы стала сформированная свёрточная нейронная сеть, способная с высокой долей вероятности обнаруживать очаги патологических изменений тканей на снимках магнитно-резонансного томографа. Апробация метода осуществлялась на отдельно взятом органе человека – лёгких. Система в тестовом режиме внедрена в одну из крупнейших клиник города.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Технология интеллектуального отбора признаков для системы автоматического формирования плана коагулятов на сетчатке глаза
стр.304-315
Н.Ю. Ильясова, А.С. Широканев, А.В. Куприянов, Р.А. Парингер
В работе предложена технология отбора эффективных признаков для локализации индивидуальных особенностей анатомических и патологических структур на глазном дне человека. Она позволила провести интеллектуальный анализ признаков с использованием цветовых подпространств для решения задачи выделения областей интереса. Данная задача является актуальной для повышения эффективности проведения операции лазерной коагуляции. В основу технологии положен текстурный анализ определённых паттернов
изображений. Исходные текстурные признаки производятся из разных статистических дескрипторов изображений, вычисленных с использованием библиотеки MaZda (гистограмма
изображения, градиент изображения, матрицы длины серий и смежности). Анализ информативности пространства признаков и выбор наиболее эффективных осуществляется с использованием дискриминантного анализа данных. Определены наилучшие значения размеров окна фрагментации изображений для проведения кластеризации глазного дна и наборы признаков, обеспечивающих необходимую точность идентификации областей интереса при
анализе следующих 4 классов изображений: экссудаты, толстые сосуды, тонкие сосуды и здоровые участки. В технологии отбора признаков применялась кластеризация с использованием метода К-средних, а в качестве меры сходства использовалось расстояние Евклида и Махаланобиса. Необходимый минимальный размер окна фрагментации и мера сходства выбирались из критерия минимума ошибки кластеризации среди всех наименьших размеров окон. Наилучшие результаты продемонстрировало использование 6 признаков, сформированных попарным отбором с поворотом и применением расстояния Махаланобиса, и окна фрагментации размером 12. В статье представлена также система автоматического формирования плана коагулятов, которую планируется использовать для поддержки принятия решений при проведении операции лазерной коагуляции сетчатки при лечении диабетического макулярного отёка, разрабатываемая на основе предложенной технологии.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
A novel approach for partial shape matching and similarity based on data envelopment analysis
стр.316-323
K. Arhid, F.R. Zakani, M. Bouksim, B. Sirbal, M. Aboulfatah, T. Gadi
Due to the growing number of 3D objects in digital libraries, the task of searching and browsing models in an extensive 3D database has been the focus of considerable research in the area. In the last decade, several approaches to retrieve 3D models based on shape similarity have been pro-
posed. The majority of the existing methods addresses the problem of similarity between objects as a global matching problem. Consequently, most of these techniques do not support a part of the object as a query, in addition to their poor performance for classes with globally non-similar shape
models and also for articulated objects. The partial matching technique seems to be a suitable solution to these problems. In this paper, we address the problem of shape matching and retrieval. We propose a new approach based on partial matching in which each 3D object is segmented into its
constituent parts, and shape descriptors are computed from these elements to compare similarities. Several experiments investigated that our technique enables fast computing for content-based 3D shape retrieval and significantly improves the results of our method based on Data Envelopment
Analysis descriptor for global matching.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Алгоритм реконструкции трёхмерной структуры кристалла по двумерным проекциям
стр.324-331
Д.В. Кирш 1, 2, А.С. Широканев 1, А.В. Куприянов
В статье рассматривается задача трёхмерной реконструкции кристаллической решётки, являющаяся важным этапом рентген-структурного анализа вещества. От качества реконструкции напрямую зависит точность параметрической и структурной идентификации кристалла. Предлагаемый алгоритм реконструкции трёхмерной кристаллической решётки основан на минимизации расстояний от узла до прямой, спроецированной на заданную плоскость. В качестве исходных данных используются три набора двумерных координат узлов
решётки, полученные по трём двумерным проекциям. Также произведено аналитическое вычисление ошибки реконструкции, позволяющее оценить точность проведённой реконструкции. Результаты, полученные в ходе вычислительного эксперимента, подтвердили высокое качество предложенного алгоритма реконструкции и его устойчивость к возможным искажениям исходных координат узлов. Кроме того, выявлена проблема разделимости моноклинных, ромбических и тетрагональных решёток, точность идентификации которых составила 34 %, 53 % и 10 % соответственно.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
