Проаналізовано сучасні способи цифрового растрування зображень. Запропоновано нові методи одержання растрових зображень з амплітудно-модульованими, частотно-модульованими та амплітудно-модульованими - частотно-модульованими структурами. Детально описано спосіб растрування за принципом поширення похибки. Проведено порівняльне дослідження найбільш відомих алгоритмів даного класу з поелементним опрацюванням зображення. Описано алгоритм блокового поширення похибки, який забезпечує генерування безмуарової растрової структури, наведено результати растрування.

Проанализированы современные способы цифровой растровки изображений. Предложены новые методы получения растровых изображений с амплитудно-модулированными, частотно-модулированными и амплитудно-модулированными - частотно-модулированными структурами. Детально описан способ растровки по принципу распространения погрешности. Проведено сравнительное исследование наиболее известных алгоритмов данного класса с поэлементной обработкой изображения. Описан алгоритм блокового распространения погрешности, обеспечивающий генерирование безмуаровой растровой структуры, приведены результаты растровки.

Індекс рубрикатора НБУВ: В342.2 в641.8,0

Рубрики:

Теорія оптичних систем і оптичних зображень

Шифр НБУВ: Р111795 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д234.2 + В342.2 в641

Рубрики:

Атмосферна оптика

Теорія оптичних систем і оптичних зображень

Шифр НБУВ: Ж70474 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Решена задача максимизации частотного отклика оптической системы с круглым входным зрачком на фиксированной пространственной частоте. Получены аналитические выражения для аподизирующих функций зрачка и максимально достижимого частотного отклика при заданной величине светового потока, прошедшего зрачок.

Досліджено питання підвищення селективності акустооптичних фільтрів зображення, які входять до складу відеоспектрометрів дистанційного зондування Землі. Розглянуто властивості перших і других порядків брегівської дифракції за взаємодії світлових і ультразвукових хвиль. Установлено, що інформаційні зображувальні властивості акустооптичної взаємодії визначаються розбіжністю світлового й ультразвукового пучків і не залежать від селективних властивостей брегівської взаємодії. За цього просторова роздільна здатність акустооптичних фільтрів, які реєструють просторове зображення за перших чи других порядків брегівської дифракції, буде однакова. Запропоновано методику розрахунку основних параметрів акустооптичних фільтрів. Виконано експериментальні дослідження з метою визначення кутового поля зору та просторової роздільної здатності акустооптичних фільтрів зображення. Обгрунтовано структуру побудови схеми спектральної балансної фільтрації, за якою з метою підвищення контрасту зображень акустооптичні фільтри використовують складові другого порядку брегівської дифракції.

Запропоновано методику розв'язання задачі відновлення спотворених сигналів і зображень радіофізичного походження із використанням методів неквадратичної регуляризації. Розв'язано задачу відновлення спотворених сигналів за умов апріорної невизначеності характеристик перешкод шляхом мінімізації функціонала квазітривалості відхилу розв'язку між виміряним сигналом і його моделлю. Розв'язано задачу екстраполяції частотної характеристики коефіцієнта відбиття (КВ) шаруватої діелектричної структури (ШДС) шляхом мінімізації сумарного функціонала відхилу між відновленими та виміряними значеннями КВ і функціонала квазітривалості синтезованого часового сигналу. На базі методу екстраполяції запропоновано модифікацію методу фур'є-голографії для відновлення комплексного КВ ШДС за даними амплітудних вимірювань. Розроблено метод відновлення фінітних і кусково-сталих сигналів, який використано для покращання оцінювання діаграми спрямованості антени шляхом розв'язку оберненої задачі для струмів, та для ефективної фільтрації електродинамічних зображень об'єктів з метою удосконалення методу оцінювання параметрів об'єктів.

Розглянуто системи, що використовують просторове та часове мультиплексування, системи, основою яких є рухома апертура та повний паралакс, системи імпульсного голографічного відео та системи об'ємного зображення. Досліджено питання, пов'язане з спотворенням зображень в стереоскопічних системах візуалізації. У результаті проведеного аналізу зроблено висновок щодо необхідності створення багатопроекційних систем для формування тривимірних зображень. Розглянуто різні методи обробки багатопроекційних зображень, а також питання, пов'язані зі створенням, збільшенням і розмноженням зон спостереження та створення зображень з певним паралаксом. Викладено принципи формування зони спостереження за допомогою різних оптичних пластин, проаналізовано ступінь досягнення глибини зображення, яка є винятково важливим фактором під час створення автостереоскопічних систем візуалізації. Розглянуто можливі області застосування таких способів візуалізації. Досліджено проблему створення багатопроекційних просторових зображень з рухомою апертурою. Проведено аналіз методів створення повнокольорових голографічних екранів пропускного та відбивного типів. Наведено характеристики систем і розглянуто сфери їх застосування. Проаналізовано загальні принципи проектування та наведено характеристики дослідних зразків системи імпульсного лазерного голографічного відео. Висвітлено проблему розробки багатоканального акустооптичного модулятора. Описано принципи функціонування та наведено технічні характеристики системи об'ємної візуалізації, побудованої на підставі лазерного сканування багатошарових зображень на рухомому екрані.

Розроблено кольорові рідкокристалічні елементи на основі конфокальної текстури холестерика для створення великих інформаційних табло. Проведено дослідження електрооптичних, вольт-контрастних і динамічних характеристик індукованих холестериків з малим (до 2 %) вмістом хіральної компоненти. Досліджено вплив електричного поля на розсіювання світла в індукованих холестериках, виявлено закономірності впливу приповерхневої орієнтації та розмірів доменів конфокальної текстури на ширину індикатриси розсіювання. Проведено комп'ютерне моделювання процесу поширення світла в скляній пластині для різних способів і систем введення світлового потоку в планарну структуру. Розроблено кольоровий оптичний елемент зображення, який дозволяє утворити необхідний колір "змішуванням" трьох базових кольорів без створення окремих субпікселів. Показано, що одержаний елемент зображення має високу однорідність пікселя, та на його основі можна створити інформаційні табло з коефіцієнтом заповнення 90 %. Запропоновано способи стабілізації доменної структури холестеричного рідкого кристала, що забезпечує ефект пам'яті конфокальної текстури холестерика, внаслідок чого табло може працювати в стаціонарному режимі без прикладення електричного поля до холестеричного матеріалу. Визначено вплив параметрів керувальних сигналів на величину інтенсивності розсіювання активним середовищем оптичного елемента.

Досліджено динаміку стаціонарних структур у нелінійному оптичному резонаторі з перетворенням відображення в двовимірному оберненому зв'язку. Математичною моделлю системи є скалярне параболічне рівняння з відображенням просторових змінних та умовою Неймана на квадраті. Досліджено еволюцію структур та їх стійкість за умов зменшення коефіцієнта дифузії. Встановлено, що число стійких стаціонарних структур у цьому випадку зростає. Використано метод центральних многовидів та метод Гальоркіна.

Приведены области науки и техники, в которых активно используются системы технического зрения. Указаны основные направления применения систем технического зрения. Предложена новая формула меры расстояний между объектами и произведен ее анализ. Приведены результаты компьютерного моделирования зависимостей изменения меры расстояний между объектами от изменения масштаба изображения и изменения аддитивной и мультипликативной погрешности измерения. Показано, что при равноточных измерениях, за счет подавления погрешностей признаков при применении данной меры расстояний между объектами повышается достоверность распознавания изображений. Сделан вывод о преимуществах предложенной формулы по сравнению с имеющимися.

Рассмотрена проблема обработки и прогнозирования динамических изображений в реальном масштабе времени. Предложен способ формирования границ туннеля с использованием метода обработки информации, при реализации которого классифицируются изображения пятен лазерных пучков.

Здійснено математичне моделювання спектрополяризаційних зображень оптично мя'ких частинок полідисперсних біологічних середовищ методом Монте-Карло з використанням поєднання різних наближених підходів до світлорозсіювання частинок та їх внутрішніх включень.

Проведено аналіз параметричних методів оцінки зображень, одержаних за допомогою методу газорозрядної візуалізації (ГРВ). Запропоновано нові кількісні параметри для визначення геометричних та фрактальних властивостей ГРВ-грам рідинно-фазних об'єктів. Наведено модифікований алгоритмізований механізм їх розрахунку.

Розроблено метод моделювання масивів двовимірної інформації про механічні величини. Особливістю методу є врахування кореляційних зв'язків між каналами кольорового зображення та визначення параметрів моделювання на базі даних про геометричні властивості об'єктів вимірювань.

В компьютерной радиографии считывание изображений традиционно осуществляется путем последовательного сканирования запоминающих пластин лучом газового или полупроводникового лазера. Недостатком такого подхода является неполное считывание, а также большое время сканирования пластины. В ряде случаев, таких как дентальные системы, можно реализовать параллельное считывание изображения с запоминающей пластины при одновременной засветке всей ее площади инфракрасным излучением и считыванием информации единой ПЗС матрицей. Целью является нахождение оптимального времени накопления сигнала ПЗС матрицей, при котором соотношение сигнал/шум будет максимальным. А также выяснить, влияют ли на соотношение сигнал/шум такие параметры системы, как интенсивность и длина волны освещения; постоянная времени излучения экрана; коэффициент передачи фильтра, разделяющего световые потоки экрана и стимулирующего облучения. Физически наличие оптимума по времени накопления сигнала при считывании изображения с запоминающих пластин обусловлено тем, что при меньших временах произойдет недостаточное считывание полезного сигнала с запоминающей пластины, а при больших - избыточное накопление помеховых сигналов подсветки и считывания.

Одержано робочі формули, які надають можливість аналітичним методом проаналізувати вплив температури оптичних і механічних елементів оптичної системи на величину термодефокусування зображення, сформованого оптичною системою. Для визначення відрізку, який вказує положення площини зображень відносно останньої оптичної поверхні оптичної системи і є залежним від величини температури, використано інваріант Аббе. Формули надають змогу розрахувати величину температурного переміщення площини зображення за даними про конструктивні параметри оптичної системи, конструкцію механічних деталей, а також про температурні коефіцієнти оптичних матеріалів та матеріалів механічних деталей. Можна враховувати локальний розподіл температур серед оптичних і механічних деталей оптичного блока приладу. Метод також надає можливість розв'язувати задачі синтезу оптичних блоків, в яких положення площини зображення має бути незмінним у разі коливань температур у заданому інтервалі.

Запропоновано алгоритм розрахунків параметрів мікропризмових елементів для фокусування оптичних зображень і створення датчиків біосенсорних систем. Виконано розрахунки залежності кута заломлення мікропризм від радіуса кільцевих заломлюючих структур для варіантів постійного кроку мікрорельєфу та постійної його глибини. Проаналізовано шляхи поліпшення оптичних характеристик шляхом використання рефракційно-дифракційних структур.

Розглянуто задачу досягнення дифракційної межі розділення інструмента у разі спостереження об'єкта скрізь середовище з випадковими неоднорідностями показника заломлення. Запропоновано новий спосіб постдетекторного накопичення сигналу за досить великою послідовністю миттєвих зображень. Ефективність методу продемонстровано на прикладі послідовності зображень, одержаних за допомогою комп'ютерного моделювання.

Викладено питання розв'язання задачі розпізнавання образів шляхом заміни реальних об'єктів на однозначно пов'язані з ними синтезовані фазові-об'єкти, які розраховані за допомогою ітераційного алгоритму Фур'є-перетворення. Новий підхід досліджено в оптико-цифрових кореляторах Вандерлюгта (ВЛ). Встановлено, що цей метод дає можливість спростити процедуру вибору ознак (критеріїв) розпізнавання, одержувати однотипні β-подібні сигнали розпізнавання незалежно від того, до якого класу відноситься об'єкт, підвищити відношення сигнал/шум (SNR) кореляційних сигналів, в середньому, на 20 - 30 dB. Під час реалізації узгодженої фільтрації показано високу ефективність запису узгоджених голографічних фільтрів (УГФ) довільних об'єктів на фотополімерних композиціях (ФПК). Визначено умови запису УГФ на ФПК, які забезпечують дифракційну ефективність на рівні 70 % та SNR до 40 дБ за умов узгодженої фільтрації у ВЛ-кореляторі. Просторове розділення Фур'є-спектру об'єктів і оптичних шумів корелятора шляхом внесення фазової гратки в структуру об'єктів під час запису голографічних фільтрів та узгодженої фільтрації дало можливість на порядок підвищити SNR кореляційних сигналів. Встановлено ефект керованої чутливості до змін у структурі порівнюваних об'єктів. Аналіз результатів розпізнавання за стандартним та запропонованим методами показав, що чутливість останього до змін у структурі об'єктів істотно вища.

Сформульовано науково-технічне завдання на розробку обчислювальних методів обробки зображень для оцінювання місцезнаходження об'єктів зі слабким блиском (ОСБ). Удосконалено ітераційний метод оцінювання місцезнаходження об'єкта на цифровому зображенні на фоні завади з невідомими параметрами, який дозволяє зменшити середньоквадратичне відхилення оцінювання координат ОСБ у порівнянні з традиційними методами. Доопрацьовано метод додавання кадрів з накопиченням сигналу від ОСБ і ненульовим видимим рухом, який дозволяє збільшити ймовірність виявлення об'єктів. Запропоновано метод попередньої селекції цифрових зображень об'єктів, який дозволяє зменшити обчислювальні витрати на оцінку координат сигналів на цифровому зображенні без втрати якості виявлення.