+
МЕТОД ОПОРНЫХ КВАДРИК В ЗАДАЧАХ НЕИЗОБРАЖАЮЩЕЙ ОПТИКИ, ДОПУСКАЮЩИХ ПЕРЕФОРМУЛИРОВКУ В ВИДЕ ЗАДАЧИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАСС
стр.353-365
Мингазов А.А., Досколович Л.Л., Быков Д.А., Бызов Е.В.
В статье рассматриваются обратные задачи расчёта оптических элементов для формирования заданных распределений освещённости, которые могут быть переформулированы как задачи перемещения масс Монжа-Канторовича. Для всех задач такого типа мы единообразно формулируем метод опорных квадрик и показываем, что он совпадает с градиентным методом для нахождения максимума некоторой вогнутой функции.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СУПЕРПОЗИЦИЯ ДВУХ СМЕЩЕННЫХ С ОПТИЧЕСКОЙ ОСИ ПУЧКОВ ЛАГЕРРА-ГАУССА
стр.366-374
Котляр В.В., Ковалев А.А., Налимов А.Г.
В работе найдены топологические заряды суперпозиции двух симметрично-смещенных с оптической оси пучков Лагерра-Гаусса с номерами (0, m ) и (0, n ). Показано, что если m = n , тотопологический заряд суперпозиции равен n . То есть два одинаковых смещенных с оптической оси пучка Лагерра-Гаусса имеют топологический заряд, как один пучок Лагерра-Гаусса. Если m < n , то топологический заряд суперпозиции может иметь одно из четырех значений: TC1 = ( m + n ) / 2, TC2 = TC1 + 1, TC3 = TC1 + 1/2 и TC4 = TC1 - 1/2. Правила выбора одного из 4 значений топологических зарядов также установлены. При отсутствии смещения с оптической оси двух пучков Лагерра-Гауссатопологический заряд суперпозиции равен большему из двух топологических зарядов, то есть n . А при любом сколь угодно малом смещении с оптической оси топологический заряд суперпозиции либо остается таким же, как до смещения, либо уменьшается на четное число. Это объясняется тем, что из бесконечности «приходит» четное число оптических вихрей с топологическим зарядом- 1, которые компенсируют такое же число оптических вихрей в суперпозиции с топологическим зарядом + 1. Интересно также, что при сложении двух смещенных с оптической оси пучков Лагерра-Гаусса с определенными наклонами к оптической оси, такими, чтобы суперпозиция являлась структурно-устойчивым пучком, на некоторой линии формируется бесконечное число винтовых дислокаций с топологическим зарядом + 1. Полный топологический заряд такой суперпозиции бесконечный.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ТЕРАГЕРЦОВЫЕ БЕССЕЛЕВЫ И "СОВЕРШЕННЫЕ" ПУЧКИ, СОЗДАННЫЕ БИНАРНЫМ АКСИКОНОМ И АКСИКОНОМ С НЕПРЕРЫВНЫМ РЕЛЬЕФОМ
стр.375-380
Осинцева Н.Д., Герасимов В.В., Князев Б.А., Комленок М.С., Павельев В.С., Яблоков Д.Е.
Проведены сравнительные исследования характеристик Бесселевых и «совершенных» пучков с топологическим зарядом 9, созданных с помощью бинарного кремниевого аксикона и «голографического» алмазного аксикона с непрерывным профилем при значении длины волны 141 мкм на Новосибирском лазере на свободных электронах. Сформированы пучки с линейной, азимутальной и радиальной поляризацией. Проведено сравнение поперечного сечения пучков, созданных разными аксиконами, в зависимости от расстояния. Приведен пример применения совершенных пучков с радиальной поляризацией для возбуждения вихревых плазмон-поляритонов на цилиндрическом проводнике.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДО И ПОСЛЕ ОСТРОГО ФОКУСА ДЛЯ СВЕТА С ЛИНЕЙНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
стр.381-387
Стафеев С.С., Зайцев В.Д., Котляр В.В.
Рассмотрена острая фокусировка света с линейной поляризацией. С помощью формализма Ричардса-Вольфа показано, что до и после плоскости фокуса имеются области, в которых поляризация круговая (эллиптическая). При переходе через плоскость фокуса направление вращения вектора поляризации в этих областях меняется на противоположное. Если до фокуса в некоторой области была левая круговая поляризация, то в самом фокусе в этой области будет линейная поляризация, а после фокуса в аналогичной области будет правая круговая поляризация. Этот эффект позволяет использовать линейно поляризованный свет для вращения вокруг своего центра масс диэлектрических микрочастиц с небольшим поглощением.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
EDGE IMAGING CHARACTERISTICS OF ABERRATED COHERENT OPTICAL SYSTEMS BY EDGE MASKING OF CIRCULAR APERTURES
стр.388-394
In this paper, attempts have been made to study the joint effects of apodization and aperture masking on the diffraction images of coherently illuminated straight edge. The Edge-Ringing, Edge-Shift and Edge-Eradient of the edge images have been evaluated for different values of apodization using edge masking of circular apertures. We have considered rotationally symmetric, aberrated coherent optical system. These investigations have lead to the use of certain pupil functions in conjunction with optimal apodizers to assess the quality of edge images. Any obstruction placed in the light path of an optical system prevents waves from a portion of the wavefront in reaching the focal zone. This results in the change in the light flux at every point of the diffraction pattern. This is in turn, depends on the shape and size of the obstruction.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО КОЛЬЦА В АПОДИЗАТОРЕ С КРУГЛОЙ ЗУБЧАТОЙ ДИАФРАГМОЙ
стр.395-405
Сизова И.М., Ставровский Д.Б.
Проведено теоретическое исследование эволюции профиля монохроматического лазерного пучка при его распространении после выхода из аподизатора, оптическая схема которого состоит из круглой зубчатой диафрагмы с узким корректирующим кольцом-экраном и пространственного фильтра на базе телескопа Кеплера с ограничивающей диафрагмой. Найдены значения характеристических параметров аподизатора, при которых применение корректирующего кольца целесообразно для улучшения качества профиля аподизированного пучка и уменьшения его дифракционного искажения при распространении на расстояния, соответствующие числам Френеля N F » 5 ¸ 2.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ВОССТАНОВЛЕНИЕ АЛЬБЕДО ПОВЕРХНОСТИ ПО ДАННЫМ ВЫСОКОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗРЕШЕНИЯ
стр.406-414
Представлены три пары формул; каждая пара состоит из формулы, выражающей коэффициент яркости в целевом пикселе на верхней границе атмосферы через значения альбедо в целевом и окружающем пикселях поверхности, и формулы, выражающей альбедо поверхности в целевом пикселе через значения коэффициентов яркости в пикселях на верхней границе атмосферы. Приведен вывод каждой пары формул; представлены предположения, при которых они получены. Формулы только одной пары находятся решением уравнения переноса излучения в одномерной геометрии. Формулы двух других пар включают величины, полученные решением уравнения переноса в трехмерной геометрии. Представлены результаты тестирования точности всех формул при решении задач атмосферной коррекции данных высокого (30 м) пространственного разрешения. Тестирование выполнено на задачах со слоем аэрозоля оптической толщины от 0,2 до 2 для длины волны l = 0,55 мкм и всевозможными значениями альбедо в целевом и окружающем пикселях (от 0,1 до 0,9). Показано, что только одна пара формул из трех обладает высокой точностью при всех условиях. Формулы двух других пар обладают приемлемой (до 10 %) точностью только при малых значениях аэрозольной оптической толщины и небольшом различии альбедо поверхности в целевом и окружающем пикселях.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
СТРУКТУРНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОНКИХ ПЛЕНОК CDTE В ВИДИМОМ И ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНАХ
стр.415-421
Подлипнов В.В., Быков Д.А., Нестеренко Д.В.
Проведено исследование характеристик тонких плёнок CdTe, сформированных методом термовакуумного испарения из гранул CdTe на нагретые подложки. Структурные свойства CdTe были изучены с помощью растровой электронной микроскопии, рамановской спектроскопии. Исследование оптических свойств проводилось методом эллипсометрии, фурье-спектроскопии. Выявлены области низкого поглощения изготовленных плёнок в инфракрасном диапазоне. Для проверки возможности применения плёнок в сенсорике было проведено исследование структур металл/диэлектрик/диэлектрик на основе волноводного слоя CdTe для сред на основе воды, этанола и изопропанола, заключенных между плёнками CdTe и золота. В спектрах отражения этих структур наблюдаются резонансы в диапазонах длин волн, соответствующих локальным максимумам поглощения материалов. Выявлена зависимость положения резонансов в спектрах отражения от значений коэффициента поглощения растворителей. Полученные результаты могут быть использованы для разработки устройств фотоники инфракрасного диапазона.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
NEURAL NETWORK REGULARIZATION IN THE PROBLEM OF FEW-VIEW COMPUTED TOMOGRAPHY
стр.422-428
Yamaev A.V., Chukalina M.V., Nikolaev D.P., Kochiev L.G., Chulichkov A.I.
The computed tomography allows to reconstruct the inner morphological structure of an object without physical destructing. The accuracy of digital image reconstruction directly depends on the measurement conditions of tomographic projections, in particular, on the number of recorded projections. In medicine, to reduce the dose of the patient load there try to reduce the number of measured projections. However, in a few-view computed tomography, when we have a small number of projections, using standard reconstruction algorithms leads to the reconstructed images degradation. The main feature of our approach for few-view tomography is that algebraic reconstruction is being finalized by a neural network with keeping measured projection data because the additive result is in zero space of the forward projection operator. The final reconstruction presents the sum of the additive calculated with the neural network and the algebraic reconstruction. First is an element of zero space of the forward projection operator. The second is an element of orthogonal addition to the zero space. Last is the result of applying the algebraic reconstruction method to a few-angle sinogram. The dependency model between elements of zero space of forward projection operator and algebraic reconstruction is built with neural networks. It demonstrated that realization of the suggested approach allows achieving better reconstruction accuracy and better computation time than state-of-the-art approaches on test data from the Low Dose CT Challenge dataset without increasing reprojection error.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
TINY CNN FOR FEATURE POINT DESCRIPTION FOR DOCUMENT ANALYSIS: APPROACH AND DATASET
стр.429-435
Sheshkus A.V., Chirvonaya A.N., Arlazarov V.L.
In this paper, we study the problem of feature points description in the context of document analysis and template matching. Our study shows that specific training data is required for the task especially if we are to train a lightweight neural network that will be usable on devices with limited computational resources. In this paper, we construct and provide a dataset of photo and synthetically generated images and a method of training patches generation from it. We prove the effectiveness of this data by training a lightweight neural network and show how it performs in both general and documents patches matching. The training was done on the provided dataset in comparison with HPatches training dataset and for the testing, we solve HPatches testing framework tasks and template matching task on two publicly available datasets with various documents pictured on complex backgrounds: MIDV-500 and MIDV-2019.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
TOWARDS A UNIFIED FRAMEWORK FOR IDENTITY DOCUMENTS ANALYSIS AND RECOGNITION
стр.436-454
Bulatov K.B., Bezmaternykh P.V., Nikolaev D.P., Arlazarov V.V.
Identity documents recognition is far beyond classical optical character recognition problems. Automated ID document recognition systems are tasked not only with the extraction of editable and transferable data but with performing identity validation and preventing fraud, with an increasingly high cost of error. A significant amount of research is directed to the creation of ID analysis systems with a specific focus for a subset of document types, or a particular mode of image acquisition, however, one of the challenges of the modern world is an increasing demand for identity document recognition from a wide variety of image sources, such as scans, photos, or video frames, as well as in a variety of virtually uncontrolled capturing conditions. In this paper, we describe the scope and context of identity document analysis and recognition problem and its challenges; analyze the existing works on implementing ID document recognition systems; and set a task to construct a unified framework for identity document recognition, which would be applicable for different types of image sources and capturing conditions, as well as scalable enough to support large number of identity document types. The aim of the presented framework is to serve as a basis for developing new methods and algorithms for ID document recognition, as well as for far more heavy challenges of identity document forensics, fully automated personal authentication and fraud prevention.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
HANDWRITTEN TEXT GENERATION AND STRIKETHROUGH CHARACTERS AUGMENTATION
стр.455-464
Shonenkov A.V., Karachev D.K., Novopoltsev M.Yu., Potanin M.S., Dimitrov D.V., Chertok A.V.
We introduce two data augmentation techniques, which, used with a Resnet - BiLSTM - CTC network, significantly reduce Word Error Rate and Character Error Rate beyond best-reported results on handwriting text recognition tasks. We apply a novel augmentation that simulates strikethrough text (HandWritten Blots) and a handwritten text generation method based on printed text (StackMix), which proved to be very effective in handwriting text recognition tasks. StackMix uses weakly-supervised framework to get character boundaries. Because these data augmentation techniques are independent of the network used, they could also be applied to enhance the performance of other networks and approaches to handwriting text recognition. Extensive experiments on ten handwritten text datasets show that HandWritten Blots augmentation and StackMix significantly improve the quality of handwriting text recognition models.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РЕВЕРСИВНЫЙ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД СОКРЫТИЯ ИНФОРМАЦИИ, ОСНОВАННЫЙ НА ИНТЕРПОЛЯЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
стр.465-472
Нагиева А.Ф.Г., Вердиев С.Г.О.
Обмен информацией посредством открытых компьютерных и коммуникационных сетей подвержен вероятному перехвату передаваемой информации третьей стороной. Для предотвращения этого разработаны и применяются различные методы защиты информации. В настоящей работе поставлена и решена задача разработки нового стенографического реверсивного метода сокрытия информации, основанного на интерполяции изображения. Разработанный алгоритм обладает более высоким объёмом внедряемой секретной информации при одновременном сохранении высокого визуального качества изображения со встроенной информацией. Результаты экспериментальных исследований, приведённые в статье, подтверждают вышесказанное.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМНОГО СОДЕРЖАНИЯ ВОЛОКОН В СЛОИСТЫХ КОМПОЗИТАХ ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
стр.473-478
Комаров В.А., Павлов А.А.
Рассматривается задача определения объёмного содержания армирующего волокна в нитях слоистых композитов с тканевыми заполнителями. В качестве источника информации о структуре материала используются цифровые микроизображения шлифованной поверхности поперечных сечений композитов. Обсуждаются методы и особенности анализа растровых микроскопических снимков гетерогенного материала, связанные с переменной яркостью пикселей и размытостью границ «волокно-связующее». В целях сокращения трудоёмкости и повышения объективности обработки изображений предлагается и строится специальный автоэнкодер. Изложение сопровождается сквозным демонстрационным примером исследования структуры типового конструкционного углепластика. Показано существенное ускорение процесса обработки изображений с использованием свёрточного автоэнкодера и хорошее согласование результатов с тщательным ручным анализом.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
NOVEL APPROACH OF SIMPLIFICATION DETECTED CONTOURS ON X-RAY MEDICAL IMAGES Al-Temimi
стр.479-482
A.M.S., Pilidi V.S., Ibraheem M.Kh.I.
This paper gives description of a method for simplifying the number of points representing detected contours of the bones on digital X-ray images. Such simplification permits simplify way for correction the location of these points in the cases, if the analyzed image has poor quality, and to reduces the time of analysis it to get the reference lines and angles for diagnosis purposes of the area under investigation.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИНТЕГРАЦИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ПАРИРОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТИ
стр.483-491
Павлов С.В., Соколова А.В., Христодуло О.И.
В статье рассмотрен подход к интеграции геоинформационных технологий и методов цифровой обработки изображений с целью повышения эффективности использования компьютерных технологий в управлении сложными распределенными системами в аварийных ситуациях на примере анализа деятельности предприятий трубопроводного транспорта нефти, включая линейную часть, нефтеперекачивающие станции, административные, ремонтные и спасательные подразделения. Новизна предложенного варианта интеграции геоинформационных технологий и цифровой обработки изображений состоит в применении теоретико-множественного подхода к единообразному формализованному описанию разнотипных пространственных данных, цифровых изображений и их взаимосвязях, необходимых для построения трехмерных моделей производственных объектов сложно распределенных систем. В дальнейшем она позволила определить критерии, состав и структуру этих трехмерных моделей с применением различных уровней детальности моделей объектов для уменьшения вычислительной нагрузки и ускорения трехмерной визуализации объектов сложно распределенных систем, необходимых для поддержки принятия решений при парировании некоторых видов угроз (аварий). Преимущество предложенного подхода заключается в повышении эффективности поддержки принятия решений при парировании некоторых угроз, которое достигается в том числе за счет применения трехмерной визуализации технологической и оперативной (поступающей в случае аварийной ситуации) информации о производственных объектах сложно распределенных систем, а качество, наполняемость и оптимизация трехмерной модели напрямую влияют на принимаемые решения при реализации действий реагирования на аварийные ситуации. Разработанные методы и алгоритмы доведены до практической реализации и применены для построения трехмерных геоинформационных моделей производственных объектов предприятий трубопроводного транспорта нефти.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОБРАТИМАЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННАЯ АППРОКСИМАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЦВЕТОВОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ СЖАТИЯ БЕЗ ПОТЕРЬ ЦВЕТНЫХ РАСТРОВЫХ ДАННЫХ БОЛЬШОГО ОБЪЁМА
стр.492-505
Обратимые целочисленные преобразования имеют большое значение для алгоритмов сжатия без потерь. Для выполнения обратимой декорреляции цветовых каналов предложен алгоритм вычисления параметров обратимого целочисленного преобразования, аппроксимирующего такие непрерывные отображения, как дискретное преобразование Карунена-Лоэва. Предложен способ оценивания ошибок аппроксимации, позволяющий выбрать оптимальную аппроксимацию исходного преобразования, минимизирующую эти ошибки. На примере формата файлов MRG, предназначенного для хранения больших объёмов целочисленных растровых данных, показано, что после применения декорреляции получается повысить степень сжатия многоканальных растровых изображений при использовании алгоритма сжатия без потерь.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОД АНАЛИЗА ДАННЫХ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ С ЭЛЕМЕНТАМИ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ
стр.506-512
Предложен метод анализа данных сложной структуры, основанный на совмещении вейвлет-преобразования и нейронных сетей «Автокодировщик». Метод позволяет изучить структуру данных, выделить аномальные изменения разной формы и длительности и подавить шум. На примере данных сети станций нейтронных мониторов показана эффективность метода. Данные нейтронных мониторов определяют интенсивность вторичных космических лучей и являются одним из ключевых факторов космической погоды. Численная реализация метода позволяет применять его в оперативном режиме, что представляет интерес в задачах анализа природных данных и диагностики катастрофических событий.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
