+
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРНО УСТОЙЧИВЫХ СОСТОЯНИЙ СПИРАЛЬНЫХ ПУЧКОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СЕКТОРНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ
стр.789-799
Исследовались условия нарушения структурной устойчивости спирального пучка, подверженного секторным возмущениям. На основе метода компьютерного моделирования и измерения спектров мод показано, что спиральный вихревой пучок имеет характерную каустическую поверхность, пересечение которой непрозрачным сектором резко изменяет форму линий тока вектора Пойнтинга и полный топологический заряд пучка. Секторное возмущение пучка почти не изменяет структуру линий тока с точностью до масштаба и поворота. Мы обнаружили, что возмущение пучка вызывает изменение направления циркуляции линий тока в области возмущения, которым вызваны появления вихрей с отрицательными топологическими зарядами. Их вклад в общий поток энергии составляет доли процента. Однако значимого изменения орбитального углового момента в пучке такие возмущения не вызывают, несмотря на рост числа вихревых мод. Тем не менее возмущенный пучок остается только условно структурно устойчивым из-за наличия малой доли оптических токов с противоположной циркуляцией.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ФОКУСИРОВКА ВЕКТОРНОГО ПОЛЯ С С-ЛИНИЯМИ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ СИНГУЛЯРНОСТИ
стр.800-808
Котляр В.В., Стафеев С.С., Налимов А.Г.
Рассмотрена острая фокусировка начального гибридного векторного светового поля n -го порядка, имеющего n С-линий (линий, на которых поляризация круговая). С помощью комплексного поля Стокса показано, что индекс поляризационной сингулярности такого поля равен n / 2. Показано, что индекс сингулярности начального поля не сохраняется в плоскости фокуса. Получены аналитические выражения для интенсивности и компонент вектора Стокса в плоскости фокуса. Теоретически и численно показано, что при четном порядке поля n = 2 p в фокусе картина интенсивности обладает симметрией и вместо С-линий формируются С-точки, вокруг которых вращаются оси эллипсов поляризации. При n = 4 в фокусе имеются С-точки c индексами сингулярности 1 / 2 и с топологией типа «лимон». Вокруг таких точек поверхность, которую образуют эллипсы поляризации в трехмерном пространстве, имеет топологию листа Мебиуса. При нечетном порядке начального поля n = 2 p + 1 в фокусе картина интенсивности не имеет симметрии и поле становится только векторным (нет эллиптической поляризации) с V-точками, вокруг которых вращаются векторы линейной поляризации.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СМЕЩЁННЫЕ ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ГАУССОВЫ ПУЧКИ С ВНУТРЕННИМ ОРБИТАЛЬНЫМ УГЛОВЫМ МОМЕНТОМ
стр.809-817
Ковалев А.А., Котляр В.В., Калинкина Д.С., Налимов А.Г.
Рассмотрены параксиальные световые пучки, составленные из Гауссовых пучков, смещённых с оптической оси, фаза которых подобрана специальным образом, чтобы суперпозиция была инвариантной к распространению в пространстве, то есть без изменения формы поперечного сечения. Путём решения системы пяти нелинейных уравнений составлена суперпозиция в виде инвариантного внеосевого эллиптического Гауссова пучка. Получено выражение для орбитального углового момента такого пучка. Показано, что он складывается из двух составляющих. Первая из них равна моменту относительно центра пучка и возрастает с его эллиптичностью. Вторая квадратично зависит от расстояния от центра масс до оптической оси (аналог теоремы Штейнера). Показано, что ориентация эллипса в поперечной плоскости не влияет на нормированный орбитальный угловой момент.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОД РАСЧЁТА ПРЕЛОМЛЯЮЩЕГО ОПТИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА, ФОРМИРУЮЩЕГО ЗАДАННЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСВЕЩЁННОСТИ И ВОЛНОВОЙ ФРОНТ
стр.818-827
Досколович Л.Л., Быков Д.А., Мингазов А.А., Безус Е.А.
В приближении геометрической оптики рассмотрен метод расчёта преломляющего оптического элемента с двумя рабочими поверхностями, преобразующего падающий пучок с плоским волновым фронтом в выходной пучок, формирующий заданное распределение освещённости и заданный волновой фронт. Приведены примеры расчёта оптических элементов, формирующих заданные распределения освещённости и сферические волновые фронты (сходящиеся и расходящиеся гомоцентрические пучки). Представленные примеры демонстрируют хорошие рабочие характеристики метода.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ФОРМИРОВАНИЕ ВЕКТОРНОГО ПУЧКА С ПОМОЩЬЮ КОНИЧЕСКОЙ ПРЕЛОМЛЯЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
стр.828-838
Губаев М.С., Дегтярёв С.А., Стрелков Ю.С., Волотовский С.Г., Ивлиев Н.А., Хонина С.Н.
В данной работе для формирования азимутально-поляризованного пучка предлагается использовать рефракционный конический аксикон. Исследованы поляризационные состояния лучей при прохождении через границы раздела сред, а также преобразования поляризации с помощью аксикона с использованием собственной разработанной программы по трассированию лучей с учётом поляризации и отображения эллипсов поляризации. Описание состояния поляризации осуществлялось с использованием нотации Джонса и с учётом выполнения закона сохранения энергии. Выведены и реализованы формулы для вычисления вектора Джонса в различных лучевых базисах и базисах поверхности, а также перевода вектора Джонса из одного базиса в другой. Разработаны алгоритмы отображения эллипсов поляризации на одной плоскости для пучков, не являющихся плоскопараллельными. Рассчитан и показан ход лучей в трёхмерном аксиконе с учётом поляризации.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОСОБЕННОСТИ МАГНИТООПТИКИ ДИХРОИЧНЫХ ХОЛЕСТЕРИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ
стр.839-847
Геворгян А.А., Голик С.С.
В работе теоретически исследованы магнитооптические свойства дихроичного холе-стерического жидкокристаллического слоя при больших значениях магнитооптического параметра. Подробно изучены особенности всех решений дисперсионного уравнения. Исследованы особенности спектров отражения, пропускания, поглощения и влияние диэлектрических границ на них. Рассмотрены особенности локализации света и магнитоиндуцированной прозрачности в дихроичных холестерических жидких кристаллах. Исследование особенностей локализации света показало, что наличие внешнего магнитного поля, как и наличие диэлектрических границ, приводит к появлению осцилляций, которые зависят от интенсивности локализованной в слое энергии, от координаты оси, направленной вдоль оси холестерика. Показано сильное влияние показателя преломления изотропных полупространств, граничащих с дихроичным холестерическим жидкокристаллическим слоем, на оптику рассматриваемого слоя. В частности, магнитно-индуцированная прозрачность и дифракционное пропускание возникают только при определенных интервалах изменения показателя преломления изотропных полупространств.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
КОНЦЕПЦИЯ МИНИАТЮРНОГО ПОЛНОСТЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ФОТОННОГО КРЮЧКА
стр.848-852
Гейнц Ю.Э., Минин О.В., Минин И.В.
В статье обсуждаются основные свойства новой концепции полностью оптического диэлектрического двухканального селективного по длине волны коммутатора на основе эффекта фотонного крючка. Рассмотрен прототип такого устройства на диэлектрических микроструктурах с нарушенной симметрией как геометрической формы, так и оптических свойств без применения микромеханических устройств или нелинейных материалов. Благодаря уникальному свойству фотонного крючка изменять свою кривизну в зависимости от длины волны светового облучения, данный переключатель является перспективным кандидатом для реализации оптической коммутации в современной оптоэлектронике и миниатюрных устройствах «на чипе». На основе численного FDTD-моделирования показано, что оптическая изоляция коммутируемых каналов для переключателя с линейными размерами около (6l)3 на базе Янус-частицы может достигать примерно 18 - 20 дБ в диапазоне длин волн 1,5 - 1,9 мкм.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОЛНОСТЬЮ ВОЛОКОННЫЙ ВЕНТИЛЬ SWAP-CNOT ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ВИХРЕЙ
стр.853-859
Баршак Е.В., Лапин Б.П., Викулин Д.В., Алиева С.С., Алексеев К.Н., Яворский М.А.
В данной работе исследовано распространение оптических вихрей в системе оптических волокон, состоящей из последовательно расположенных мультигеликоидального и скрученного анизотропного волокон. Показано, что в определенных резонансных режимах оптических волокон такая система позволяет осуществлять контролируемое изменение знака топологического заряда и циркулярной поляризации входного оптического вихря. Кроме того, установлены параметры мультигеликоидального и анизотропного волокон, при которых исследуемая система реализует логическую операцию, которая соответствует последовательному применению базовых двухкубитовых вентилей SWAP и CNOT над состояниями циркулярно поляризованных оптических вихрей.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЛАЗЕРНАЯ ПЕЧАТЬ АЛМАЗНЫХ НАНОЧАСТИЦ С ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИМИ ЦЕНТРАМИ КРЕМНИЙ-ВАКАНСИЯ
стр.860-864
Комленок М.С., Кудрявцев О.С., Пастернак Д.Г., Власов И.И., Конов В.И.
Продемонстрирована возможность лазерной печати одиночных алмазных наночастиц с люминесцирующими SiV-центрами. Для осуществления переноса мишень, состоящая из прозрачной сапфировой пластины и поглощающей тонкой пленки титана (толщиной 600 нм), покрытой наночастицами, облучалась эксимерным лазером KrF (λ = 248 нм, τ = 20 нс). Определены оптимальные значения плотности энергии лазерного излучения, и разработана система нанесения меток для адресного переноса наночастиц. Люминесцентное картирование мишени и приёмной подложки подтвердило перенос наночастиц алмаза с SiV-центрами.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
RETINAL BIOMETRIC IDENTIFICATION USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK
стр.865-872
Rodiah, Madenda S., Susetianingtias D.T., Fitrianingsih, Adlina D., Arianty
Authentication is needed to enhance and protect the system from vulnerabilities or weaknesses of the system. There are still many weaknesses in the use of traditional authentication methods such as PINs or passwords, such as being hacked. New methods such as system biometrics are used to deal with this problem. Biometric characteristics using retinal identification are unique and difficult to manipulate compared to other biometric characteristics such as iris or fingerprints because they are located behind the human eye thus they are difficult to reach by normal human vision. This study uses the characteristics of the retinal fundus image blood vessels that have been segmented for its features. The dataset used is sourced from the DRIVE dataset. The preprocessing stage is used to extract its features to produce an image of retinal blood vessel segmentation. The image resulting from the segmentation is carried out with a two-dimensional image transformation such as the process of rotation, enlargement, shifting, cutting, and reversing to increase the quantity of the sample of the retinal blood vessel segmentation image. The results of the image transformation resulted in 189 images divided with the details of the ratio of 80 % or 151 images as training data and 20 % or 38 images as validation data. The process of forming this research model uses the Convolutional Neural Network method. The model built during the training consists of 10 iterations and produces a model accuracy value of 98 %. The results of the model's accuracy value are used for the process of identifying individual retinas in the retinal biometric system.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАТИВНОГО ИНДЕКСА ДЛЯ РАЗЛИЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ ОБЪЕКТОВ ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫХ ДАННЫХ
стр.873-878
Парингер Р.А., Мухин А.В., КУПРИЯНОВ А.В.
Работа посвящена разработке подхода, позволяющему по малому числу наблюдений создавать правила различения заданных объектов гиперспектральных данных. Разработка подобного подхода способствовала бы развитию методов и алгоритмов для оперативного анализа гиперспектральных данных, применимых как для предварительной обработки, так и для выполнения разметки гиперспектральных данных. Для реализации подхода предлагается применять технологию, заключающуюся в совместном использовании общих правил вычисления индексов и критериев информативности. В рамках данной работы при реализации предлагаемой технологии индекс задается нормализованной разностной формулой, а информативность оценивается на основе значения критерия разделимости дискриминантного анализа. В результате проведённых исследований, было показано, что с использованием алгоритма, реализующего технологию, была решена задача различения областей гиперспектральных данных с разной растительностью. Сформированный алгоритмом индекс оказался близким по значениям к NDVI. Применяемая технология является генерализацией подхода к формированию правил анализа гиперспектральных данных по малому числу признаков и может быть использована для формирования индексов, информативных в различных задачах.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
НЕЙРОСЕТЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫХ СНИМКОВ КОЖНЫХ ПАТОЛОГИЙ
стр.879-886
Винокуров В.О., Матвеева И.А., Христофорова Ю.А., Мякинин О.О., Братченко И.А., Братченко Л.А., Морятов А.А., Козлов С.В., Мачихин А.С., Абдулхалим И., Захаров В.П.
В работе представлены результаты применения нейросетевого классификатора для анализа снимков злокачественных и доброкачественных кожных образований, полученных с помощью гиперспектральной камеры. С помощью трёхблочной нейросети архитектуры VGG произведена классификация набора двумерных изображений меланомы, папилломы и базальноклеточной карциномы, полученных в диапазонах 530 - 570 и 600 - 606 нм, характеризуемых наибольшим поглощением меланина и гемоглобина. Проанализирована достаточность включения в обучающий набор двумерных изображений ограниченного спектрального диапазона. Полученные результаты позволяют судить о значительных перспективах применения нейросетевых алгоритмов обработки гиперспектральных данных для классификации кожных патологий. При относительно малом наборе обучающих данных точность классификации для трех типов новообразований составила 96 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
НЕЙРОСЕТЕВАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ С ФОРМИРОВАНИЕМ ОБУЧАЮЩЕЙ ВЫБОРКИ НА ОСНОВЕ АДАПТИВНОГО ВЕГЕТАЦИОННОГО ИНДЕКСА
стр.887-896
Фирсов Н.А., Подлипнов В.В., Ивлиев Н.А., Николаев П.П., Машков С.В., Ишкин П.А., Скиданов Р.В., Никоноров А.В.
В настоящей работе предложен новый подход к классификации гиперспектральных изображений высокого разрешения в прикладной задаче определения типов сельскохозяйственной растительности. В качестве классификатора используется спектрально-пространственная сверточная нейронная сеть с компенсацией вариаций освещения. Для автоматизированного формирования обучающей выборки предложен алгоритм на основе адаптивного вегетационного индекса. Показана эффективность предложенного подхода в задаче классификации типов растительности по результатам съемок сельскохозяйственных угодий, выполненных сканирующей гиперспектральной камерой.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
X-RAY TOMOGRAPHY: THE WAY FROM LAYER-BY-LAYER RADIOGRAPHY TO COMPUTED TOMOGRAPHY
стр.897-906
Arlazarov V.L., Nikolaev D.P., Arlazarov V.V., Chukalina M.V.
The methods of X-ray computed tomography allow us to study the internal morphological structure of objects in a non-destructive way. The evolution of these methods is similar in many respects to the evolution of photography, where complex optics were replaced by mobile phone cameras, and the computers built into the phone took over the functions of high-quality image generation. X-ray tomography originated as a method of hardware non-invasive imaging of a certain internal cross-section of the human body. Today, thanks to the advanced reconstruction algorithms, a method makes it possible to reconstruct a digital 3D image of an object with a submicron resolution. In this article, we will analyze the tasks that the software part of the tomographic complex has to solve in addition to managing the process of data collection. The issues that are still considered open are also discussed. The relationship between the spatial resolution of the method, sensitivity and the radiation load is reviewed. An innovative approach to the organization of tomographic imaging, called “reconstruction with monitoring”, is described. This approach makes it possible to reduce the radiation load on the object by at least 2 - 3 times. In this work, we show that when X-ray computed tomography moves towards increasing the spatial resolution and reducing the radiation load, the software part of the method becomes increasingly important.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СЕГМЕНТАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ФОРМИРОВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВЫБОРОК С ПОМОЩЬЮ ГЛУБОКИХ ГЕНЕРАТИВНО-СОСТЯЗАТЕЛЬНЫХ СВЕРТОЧНЫХ СЕТЕЙ
стр.907-916
Канаева И.А., Иванова Ю.А., Спицын В.Г.
В данной работе рассматривается комплекс задач обнаружения различных дефектов дорожного полотна автомобильных дорог и современные методы их решения. Представленное сравнение общедоступных наборов данных позволяет сделать вывод о сложности и малой разработанности задачи сегментации дефектов дорожного покрытия по изображению общего вида автомобильных дорог. Для решения данной проблемы разработаны алгоритмы генерации синтетического набора данных для сегментации дефектов классов трещин и выбоин на основе методов компьютерной графики и генеративно-состязательных сетей. Проведено сравнение точности сегментации дефектов дорожного покрытия полносверточной нейронной сетью U-Net на реальном и комбинированных наборах данных.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ДЕТЕРМИНИРОВАННАЯ ПРОГНОЗНАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ СИГНАЛАМИ СВЕТОФОРОВ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
стр.917-925
Мясников В.В., Агафонов А.А., Юмаганов А.С.
В работе предлагается метод адаптивного управления сигналами/фазами светофоров в интеллектуальных транспортных и геоинформационных системах, основанный на детерминированной прогнозной модели. Под детерминированной прогнозной моделью в работе понимается набор явных аналитических закономерностей и / или операций, связывающих информацию о движении транспортных средств в окрестности конкретного перекрёстка, с данными о прогнозируемом «потоке» транспортных средств через перекрёсток за одну конкретную фазу светофорного цикла. Предлагаемый метод управления основывается на выборе фазы светофорного цикла, прогнозируемый поток для которой оказывается максимален. Таким образом, метод обеспечивает управление сигналами / фазами светофоров на основе данных о движении транспорта, включая данные с подключенных и автономных транспортных средств. Экспериментальные исследования были проведены в системе микроскопического моделирования транспортных потоков SUMO. Представлено сравнение предложенного метода с решениями, обладающими лучшими в своём классе показателями эффективности: эмпирическими алгоритмами управления и методами управления на основе обучения с подкреплением. Показано преимущество предложенного метода, определены направления дальнейших исследований.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОДИКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ НАБОРА КОМПОНЕНТ МНОГОМЕРНОЙ СЛУЧАЙНОЙ ВЕЛИЧИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ
стр.926-933
Зеньков И.В., Лапко А.В., Лапко В.А., Кирюшина Е.В., Вокин В.Н., Бахтина А.В.
Определяется влияние априорных сведений о независимости случайных величин на аппроксимационные свойства непараметрической оценки плотности вероятности Розенблатта-Парзена. Предлагается новая методика формирования наборов независимых компонент многомерной случайной величины. Методика основывается на проверке гипотез о независимости сочетаний компонент многомерной случайной величины с использованием двухальтернативного непараметрического алгоритма распознавания образов ядерного типа, соответствующего критерию максимального правдоподобия. Классы соответствуют областям определения плотностей вероятностей наборов независимых и зависимых компонент многомерной случайной величины. Для оценивания плотностей вероятностей используются непараметрические статистики ядерного типа. Выбор коэффициентов размытости ядерных оценок плотностей вероятностей осуществляется из условия минимума среднего квадратического критерия. Последовательная процедура формирования набора независимых компонент начинается с анализа парных сочетаний компонент многомерной случайной величины. Для каждой пары компонент вычисляется оценка вероятности ошибки распознавания классов, соответствующих предположениям независимости и зависимости рассматриваемых компонент. Определяется пара компонент с максимальным отличием этих ошибок. Если полученные ошибки достоверно не отличаются, то в рассматриваемой многомерной случайной величине независимые компоненты отсутствуют. При достоверном отличии оценок вероятностей ошибок распознавания классов устанавливается пара независимых компонент. Эти компоненты входят в набор из трёх компонент многомерной случайной величины. Анализ их сочетаний осуществляется аналогично по представленным выше рекомендациям. Правилом остановки процесса формирования набора независимых компонент является отсутствие достоверного отличия между вероятностями ошибок распознавания ситуаций, принадлежащих принятым классам. В этом случае предыдущий набор независимых компонент является искомым результатом. В отличие от традиционной методики, основанной на применении критерия Пирсона, предлагаемый подход позволяет обойти проблему декомпозиции области значений случайных величин на многомерные интервалы. Методика формирования набора независимых компонент многомерной случайной величины иллюстрируется результатами анализа спектральных признаков данных дистанционного зондирования лесных массивов с использованием космической съёмки со спутника Landsat-8.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕКТОРОВ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ПО ДАЛЬНОСТНЫМ ПОРТРЕТАМ В ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ
стр.934-941
В статье рассмотрены методы формирования векторов информативных признаков для решения задачи распознавания объектов в импульсной лазерной локации по регистрируемым дальностным портретам. Приведено описание известных методов снижения размерности пространства признаков, и обозначены границы их применимости. Предложен метод, реализующий максимизацию метрик между векторами признаков. На примере объектов, поверхности которых описываются каноническими уравнениями (сфера, конус, цилиндр), показано, что этот метод эффективен при решении задачи распознавания объектов в случае их априори неизвестной ориентации относительно локационной системы. Метод также эффективен и при наличии пересечений множеств векторов признаков, когда объекты характеризуются дальностными портретами схожей формы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
