Главная – Журналы – Автометрия 2014 номер 2

Проведён анализ способов компенсации фона в последовательности изображений в условиях, когда основные изменения фона сводятся к его пространственному сдвигу. Рассмотрены различные способы формирования оценки фона в текущем кадре с использованием интерполяции данных, содержащихся в предыдущих кадрах, даны аналитические оценки ошибок компенсации в зависимости от спектральных свойств изображений и способов интерполяции. Приведены результаты численных экспериментов, подтверждающие аналитические оценки и показывающие, что применение локальных интерполирующих фильтров позволяет достичь практически предельно низких ошибок компенсации.

Предложен алгоритм сегментации анизотропных изображений на основе оценок локальной ориентации текстур, полученных с помощью градиентного структурного тензора. В качестве модели оценок предложено использовать смесь равномерного распределения и распределения Мизеса. Получен алгоритм оценивания неизвестных параметров смеси на основе тригонометрических моментов. Приведены примеры, демонстрирующие эффективность применения алгоритма сегментации для выделения текстур с одним доминирующим направлением.

Предложен алгоритм реконструкции искажённых импульсными помехами сигналов компонент цветного цифрового изображения за счёт межканальной избыточности. Полученные результаты численных исследований свидетельствуют о преимуществе межкомпонентной градиентной реконструкции перед медианной фильтрацией в точности восстановления потерянных или искажённых элементов цветного изображения. Показана эффективность представленного алгоритма на примере обработки 3-компонентного цветного цифрового изображения.

Рассмотрены основные методы обнаружения отдельных тональных компонент и алгоритмы их реализации; проанализированы достоинства и недостатки. Предложено обобщение однобинового скользящего параметрического дискретного преобразования Фурье. Алгоритм, реализующий данное преобразование, позволяет существенно сократить число операций, необходимых для выхода алгоритма на режим скользящего измерения.

Предложен алгоритм построения полей векторов перемещений, основанный на инкрементном подходе к оценке смещения участков на изображении. Исследовано применение данного алгоритма при обработке модельных и экспериментальных оптических изображений. Проведено сравнение помехоустойчивости функционирования инкрементного алгоритма при определении перемещений и комбинированного алгоритма, разработанного авторами. Показано, что предлагаемый инкрементный алгоритм обеспечивает более помехоустойчивую оценку перемещений при обработке изображений существенно изменяющегося во времени деформационного рельефа.

Предлагается методика синтеза и анализа регрессионной оценки многомерной плотности вероятности в условиях большого объёма исходных статистических данных. Исследуются её асимптотические свойства. На этой основе устанавливается зависимость между показателями эффективности предлагаемой оценки и параметрами процедуры декомпозиции исходных данных.

Предложен новый метод подавления артефактов томографической реконструкции, в котором используется выборочная оценка математического ожидания невязки между фантомами, представляющими случайное распределение, и их томограммами. Проведено обоснование метода как теоретически, так и путём вычислительного эксперимента.

Представлено исследование многофазной системы массового обслуживания с неограниченным числом приборов на каждой фазе, высокоинтенсивным рекуррентным входящим потоком и произвольным временем обслуживания. Показано, что в условии неограниченно растущей интенсивности входящего потока многомерное распределение вероятностей числа приборов, занятых обслуживанием на фазах системы, можно аппроксимировать многомерным нормальным распределением. Получены вектор математических ожиданий и матрица ковариаций этого распределения.

Проведено экспериментальное исследование эффекта асимметричной деформации фотонного кристалла в виде изменения наклона кристаллических плоскостей при его наполнении газовым аналитом. На основе этого эффекта создан макет относительно дешёвого селективного высокочувствительного быстродействующего сенсора аммиака.

Представлена методика расчёта спектральных характеристик модельных голографических фотонных кристаллов (ФК), в том числе с дефектами пространственной структуры. Основу методики составляют модель многослойной системы тонких диэлектрических плёнок и расчётное распределение показателя преломления структуры ФК вдоль выбранных кристаллографических направлений. Приведены результаты расчётов исследуемых характеристик для различных примеров структур ФК.

Рассмотрены преимущества коррекции аномалий рефракции глаза (близорукости, дальнозоркости) внутриокулярными факичными (т. е. без удаления хрусталика) линзами перед другими видами коррекции. Получено и проанализировано соотношение между оптическими силами очкового стекла, контактной и факичной линз. Выведены новые, более точные, приближённые формулы для расчёта оптической силы интраокулярных искусственных хрусталиков и факичных линз. Показано, что отклонение расчётов по предлагаемым формулам от расчётов по формулам, основанным на геометрической оптике, значительно меньше отклонения расчётов по регрессивным формулам, используемым в офтальмологической практике.

Представлен вариант конфигурации голографического интерферометра с неподвижными наклонными зеркалами на основе светоделительного блока, в котором перестройка угла схождения парциальных пучков производится только путём вращения интерферометра относительно источника излучения. Непрерывный диапазон перестройки близок к предельно возможному (0-180º). Длины путей интерферирующих пучков автоматически выровнены в силу зеркальной симметрии системы. Найдено положение оси вращения, обеспечивающее минимальные апертурные ограничения почти во всём диапазоне перестройки. Проведено сопоставление с альтернативной конфигурацией на основе светоделительного кубика.

Выделение ацетилена из трансформаторного масла является важным признаком ранних стадий электрического пробоя в цепях трансформаторов. Для обнаружения следов этого газа с успехом может быть применён фотоакустический (ФА) спектрометр на базе перестраиваемого волоконного лазера с детектированием сигнала поглощения на второй гармонике частоты модуляции, так как он обладает быстрой реакцией и хорошей помехоустойчивостью. Проводились ФА-измерения сигнала поглощения ацетилена на второй гармонике частотной модуляции на переходе с длиной волны 1530,3709 нм. Точность измерения концентрации ацетилена в газах, выделяющихся из трансформаторного масла, была достигнута путём анализа независимых компонент в переопределённом базисе на основе модели слепого разделения сигналов с пятью спектральными компонентами, что позволило улучшить предел обнаружения с 1,12 до 0,71 ppb (объёмные единицы). Экспериментально показано, что скорость выделения ацетилена из-за электрического пробоя в масле может достигать 303,72 ppb/с (динамическое время реакции менее 10 с, относительная погрешность около 1,40 %, коэффициент корреляции с линейной зависимостью 0,99946). При комнатной температуре и атмосферном давлении этот метод детектирования ацетилена может быть использован для раннего и сверхраннего обнаружения повреждений трансформатора вследствие электрического пробоя.