Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Автометрия

2019 год, номер 3

1.
ПОДАВЛЕНИЕ ФОНА С РЕЗКИМИ ПЕРЕПАДАМИ ЯРКОСТИ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ

Г.И. ГРОМИЛИН1, В.П. КОСЫХ1,2, С.А. ПОПОВ1, В.А. СТРЕЛЬЦОВ3
1Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
gromilin@iae.nsk.su
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
kosych@iae.nsk.su
3АО «Научно-производственное объединение “Орион”», Новосибирск, Россия
Ключевые слова: малоразмерные объекты, подавление фона, дробный сдвиг, small-size objects, background suppression, fractional displacement
Страницы: 3-12

Аннотация >>
В системах космического мониторинга околоземного пространства существует задача обнаружения слабоконтрастных подвижных объектов в изображениях с мощным пространственно-нестационарным фоном, значительно превышающим случайный (как правило, слабо коррелированный) шум регистрации. Наиболее эффективным способом повышения отношения сигнал/фон в условиях различия скорости движения объектов и фона является межкадровая обработка последовательности изображений, реализующая подавление фоновой составляющей в текущем кадре за счёт вычитания его оценки, полученной по предыдущим кадрам. Проблема заключается в наличии априори неизвестного движения фона, приводящего на участках его резких изменений к существенным ошибкам в формировании оценки. Исследован алгоритм межкадровой обработки, позволяющий оценить небольшие локальные движения фона и компенсировать их вплоть до долей шага дискретизации. Приведены результаты натурного моделирования, показывающие возможность подавления фоновой составляющей вплоть до уровня шума даже на участках с резкими изменениями фона.

DOI: 10.15372/AUT20190301


2.
ОЦЕНИВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННО-ЛОКАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ

Ю.Е. ВОСКОБОЙНИКОВ1,2
1Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, Новосибирск, Россия
voscob@mail.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: пространственно-локальные фильтры, ошибки фильтрации, оценивание оптимальных параметров фильтра, оценивание дисперсии шума измерения, spatial-local filters, filtering errors, estimation of optimal parameters of the filter, measurement noise variance estimation
Страницы: 13-21

Аннотация >>
Пространственно-локальные алгоритмы фильтрации сигналов и изображений широко используются в практике, поскольку содержат один или несколько параметров, от значений которых существенно зависит ошибка фильтрации. Выбор этих параметров из условия минимума ошибки фильтрации является известной проблемой, не получившей приемлемого решения. Предлагается статистический алгоритм, позволяющий с достаточной точностью оценить оптимальные параметры двух пространственно-локальных фильтров. Приводится эффективный алгоритм оценивания дисперсии шума измерения.

DOI: 10.15372/AUT20190302
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ВЫДЕЛЕНИЯ КЛАССОВ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ ОДНОМОДАЛЬНЫМ ФРАГМЕНТАМ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ МНОГОМЕРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН

А.В. ЛАПКО1,2, В.А. ЛАПКО1,2, С.Т. ИМ3,2, В.П. ТУБОЛЬЦЕВ2, В.Л. АВДЕЕНОК2
1Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия
lapko@icm.krasn.ru
2Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М. Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
3Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, Россия
Ключевые слова: автоматическая классификация, многомерная гистограмма, распознавание образов, выборки большого объёма, дискретизация области значений многомерных случайных величин, данные дистанционного зондирования, automatic classification, multidimensional histogram, pattern recognition, large-volume samplings, discretization of the domain of the values of multidimensional random variables, remote sensing data
Страницы: 22-30

Аннотация >>
Рассматривается непараметрический алгоритм автоматической классификации больших массивов статистических данных. Его синтез основан на декомпозиции исходных данных. Результаты декомпозиции образуют множество центров многомерных интервалов и соответствующих им частот встречаемости значений случайных величин. На основе полученной информации обнаруживаются классы, соответствующие одномодальным фрагментам плотности вероятности признаков исследуемых объектов. Анализируется пространственная интерпретация результатов автоматической классификации. Полученные непараметрические алгоритмы имеют важное значение при обработке данных дистанционного зондирования природных ресурсов.

DOI: 10.15372/AUT20190303
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАКАГАМИ, ПОЛУЧЕННАЯ МЕТОДАМИ МОМЕНТОВ И МАКСИМАЛЬНОГО ПРАВДОПОДОБИЯ

В.М. АРТЮШЕНКО1, В.И. ВОЛОВАЧ2
1Технологический университет, Королёв, Россия
artuschenko@mail.ru
2Поволжский государственный университет сервиса, Тольятти, Россия
volovach.vi@mail.ru
Ключевые слова: плотность распределения вероятностей, протяжённый объект, огибающая отражённого сигнала, метод моментов, метод максимального правдоподобия, оценка параметров распределения, probability distribution density, extended object, echo envelope, moment method, maximum likelihood method, distribution parameter estimation
Страницы: 31-37

Аннотация >>
Проведена сравнительная оценка параметров плотности распределения вероятностей, найденных с помощью методов максимального правдоподобия и моментов, по их точности и сложности алгоритмов оценивания. Получены выражения, позволяющие дать оценку параметров распределения Накагами методом максимального правдоподобия. Приведена методика нахождения оценок параметров распределения Накагами методом моментов, при которой моменты распределения заменяются их оценками. Отмечено, что оценки параметров методом максимального правдоподобия имеют меньшую дисперсию и смещение по сравнению с оценками по методу моментов особенно при малых объёмах выборки. Показано, что в отличие от оценки энергетических параметров для аппроксимации реальных законов распределения Накагами требуется большой объём статистических данных, описывающих сигнал.

DOI: 10.15372/AUT20190304
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ СИГНАЛОВ И АЛГОРИТМ ИХ КЛАСТЕРИЗАЦИИ

Ю.В. ВОЛКОВ
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Томск, Россия
yvvolkov@mail.ru
Ключевые слова: анализ сигналов, математическая модель, аналитический сигнал, приземная температура, классификация климата, кластеризация, signal analysis, mathematical model, analytical signal, ground temperature, climate classification, clustering
Страницы: 38-44

Аннотация >>
Приведены результаты анализа температурных сигналов. Представлена математическая модель температурного сигнала в форме колебания, модулированного по амплитуде и фазе. Вычисление амплитуды и фазы реализовано на основе теории аналитического сигнала. Амплитуда и фаза температурных сигналов применены в качестве критериев выделения климатических кластеров. Описан алгоритм климатической кластеризации.

DOI: 10.15372/AUT20190305
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КОРРЕКЦИЯ ОШИБОК В СИГНАЛАХ КВАДРАТУРНЫХ ДЕТЕКТОРОВ ЛАЗЕРНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ

Ф.А. ЖУРАВЕЛЬ, А.И. СКУРЛАТОВ, А.М. ЩЕРБАЧЕНКО
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
Ipm2@iae.nsk.su
Ключевые слова: гетеродинный лазерный интерферометр, акустооптический модулятор лазерного излучения, квадратурная дискретизация, подвижный элемент MEMS, heterodyne laser interferometer, acousto-optic modulator of laser radiation, quadrature sampling, moving element MEMS
Страницы: 45-51

Аннотация >>
Погрешности лазерных интерферометров, использующих квадратурные детекторы, зависят не только от самих интерферометров, но и от электронных систем обработки квадратурных сигналов. Существует три источника ошибок сигналов квадратурных детекторов: неравенство амплитуд квадратурных сигналов, сдвиг по фазе этих сигналов (не равен 90) и смещение нуля в каждом из сигналов, которые влияют на погрешность измерения перемещений. Рассматривается простой способ определения и коррекции этих ошибок, использующий экспериментальные данные о сигналах, полученных с помощью аналого-цифровых преобразователей. Предложенный способ применим к любому интерферометру с синусоидальными квадратурными выходами.

DOI: 10.15372/AUT20190306
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗРАСТА ПО ИЗОБРАЖЕНИЮ ЛИЦА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЁРТОЧНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Д.В. ПАКУЛИЧ1,2, С.А. АЛЯМКИН2, С.А. ЯКИМОВ2
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
2ООО «Экспасофт», Новосибирск, Россия
Ключевые слова: свёрточные нейронные сети, распознавание возраста, глубокие нейронные сети, компьютерное зрение, convoluted neural network, age recognition, deep neural networks, computer vision
Страницы: 52-61

Аннотация >>
Задача определения возраста человека по изображению лица получила развитие с ростом популярности свёрточных нейронных сетей. Благодаря им появилась возможность выделять особенности лиц, которые незаметны взгляду человека, и интерпретировать эти особенности и их совокупность как возрастные характеристики. Проведён анализ существующих подходов к распознаванию возраста. Взяты данные из существующих наборов для обучения с последующей корректировкой в целях уменьшения ошибок, приобретённых при разметке алгоритмами сбора. Обучены и протестированы нейронные сети на полученных данных. Выявлена проблема с поворотом головы, для решения которой при обучении были предоставлены изображения лиц, повёрнутые с помощью нейронной сети PRNet.

DOI: 10.15372/AUT20190307
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
НЕЙРОСЕТЕВАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУДНОРАЗЛИЧИМЫХ ТИПОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПО ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ

Е.С. НЕЖЕВЕНКО
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
nejevenko@iae.nsk.su
Ключевые слова: классификация, гиперспектральное изображение, преобразование Гильберта-Хуанга, главные компоненты, нейронные сети, classification, hyperspectral image, Hilbert-Huang transformation, principal components, neural networks
Страницы: 62-70

Аннотация >>
Экспериментально показано, что классификация фрагментов гиперспектрального изображения с предварительной трансформацией его спектральных признаков в главные компоненты и с применением пространственного преобразования Гильберта - Хуанга эффективна в случае трудноразличимых по гиперспектрам типов растительности. Проведено сравнение такой классификации с традиционными методами, когда используются гиперспектральные признаки, преобразованные в главные компоненты без привлечения пространственной информации. На конечной стадии классификации во всех методах применяются нейронные сети RBF.

DOI: 10.15372/AUT20190308
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ РЕШЁТОК В КАЧЕСТВЕ ПАССИВНЫХ ТРЕКЕРОВ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Е.Ф. ПЕН1,2
1Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
bbd@iao.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: голографические решётки, солнечные концентраторы, трекеры солнечного излучения, фотополимерные регистрирующие среды, holographic gratings, solar concentrators, solar trackers, photopolymer recording media
Страницы: 71-81

Аннотация >>
Получены теоретические и экспериментальные оценки энергетической эффективности голографических решёток в качестве пассивных трекеров солнечного излучения. Установлено, что в условиях средней полосы России их применение может дать прирост сигнала фотоэлектрических панелей, вмонтированных в «умные» окна, примерно на 20 %. Повышение прироста сигнала до уровня 35 % возможно лишь при улучшении дифракционных свойств решёток - расширении контура угловой селективности с сохранением высокой дифракционной эффективности. Этого можно достичь либо путём разработки новых материалов с модуляцией показателя преломления более 0,1 при толщине регистрирующего слоя порядка 3 мкм, либо с использованием известных гибридных дифракционных структур в виде рельефа на поверхности объёмной решётки с модуляцией показателя преломления.

DOI: 10.15372/AUT20190309
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
ПРИБЛИЖЁННАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ В ЧАСТИЧНО КОГЕРЕНТНОМ СВЕТЕ

Ю.В. ЧУГУЙ1,2,3
1Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, Новосибирск, Россия
chugui@tdisie.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: формирование изображений, интенсивность, частично когерентный свет, дифракция света, пространственная фильтрация, граница объекта, image formation, intensity, partly coherent light, light diffraction, spatial filtration, object boundary
Страницы: 82-93

Аннотация >>
Разработана конструктивная (приближённая) теория формирования изображений одномерных бинарных объектов в частично когерентной проекционной дифракционно-ограниченной системе при произвольном соотношении угловых размеров источника света и апертурной диафрагмы. Решение двумерной задачи для таких объектов можно свести к одномерной: к вычислению интеграла в виде свёртки объекта с обобщённым апертурным откликом, спектр которого имеет трапецеидальный профиль, определяемый параметрами системы. Полученный интеграл свёртки в дальнейшем подвергается нелинейному преобразованию, степень которого задаётся отношением угловых размеров источника к апертурной диафрагме. Показано, что профиль изображений, сформированных в частично когерентном свете, определяется пороговой характеристикой системы, обеспечивающей достоверное нахождение положения границ бинарных объектов. Предложена аппроксимация этой характеристики. Теория допускает простую физическую интерпретацию явлений в частично когерентных проекционных системах.

DOI: 10.15372/AUT20190310
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
МЕТОД КОМПЕНСАЦИИ ИСКАЖЕНИЙ ТРАЕКТОРИЙ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ЗАПИСЫВАЮЩЕГО ЛУЧА В ЛАЗЕРНЫХ ГЕНЕРАТОРАХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С КРУГОВЫМ СКАНИРОВАНИЕМ

А.В. КИРЬЯНОВ1,2, В.П. КИРЬЯНОВ1
1Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Hовосибирск, Россия
alexey@iae.nsk.su
2Hовосибирский государственный технический университет, Hовосибирск, Россия
Ключевые слова: лазерный генератор изображений, шпиндельный узел, датчик биений оси вращения, оптический дефлектор, погрешность формирования, лазерный интерферометр, laser image generator, spindle system, sensor of rotation axis beatings, optical deflector, formation error, laser interferometer
Страницы: 94-102

Аннотация >>
Анализируются предложения по компенсации искажений круговых траекторий, реализуемые в лазерных генераторах изображений с круговым сканированием в целях повышения точности синтеза топологии формируемых оптических элементов. Оценивается ожидаемый выигрыш в точности формирования топологии элементов при использовании фотоэлектрического метода регистрации биений оси вращения ротора шпинделя лазерного генератора.

DOI: 10.15372/AUT20190311
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПЬЕЗООПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ МЕТОДОМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

А.Г. ПАУЛИШ1,2, П.С. ЗАГУБИСАЛО1
1Конструкторско-технологический институт прикладной микроэлектроники, Новосибирск, Россия
paulish63@ngs.ru
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: тензометрия, датчики механических напряжений, пьезооптический эффект, пьезооптические датчики, пьезоэлектрические датчики, тензорезисторные датчики, strain gauge, mechanical stress sensors, piezo-optical effect, piezo-optical sensors, piezo-electric sensors, strain gauge sensors
Страницы: 103-112

Аннотация >>
Методами численного моделирования проведён расчёт зависимости коэффициента тензочувствительности для пьезооптических датчиков механических напряжений от геометрических параметров его фотоупругого элемента. Показано, что чувствительность к силе пьезооптического датчика сильнее зависит от формы фотоупругого элемента, чем чувствительность к деформации. Проведён сравнительный анализ коэффициентов тензочувствительности и других параметров тензорезисторных, пьезоэлектрических, оптоволоконных и пьезооптических датчиков деформации как наиболее широко применяемых в промышленности. Коэффициенты тензочувствительности тензорезисторных и волоконно-оптических датчиков на три порядка ниже коэффициентов пьезооптических датчиков. Корректно рассчитанный коэффициент тензочувствительности пьезоэлектрических датчиков также на два-три порядка уступает коэффициенту пьезооптических датчиков. Проведено сравнение свойств и параметров современных промышленных датчиков механических напряжений, основанных на разных физических принципах, и показаны преимущества пьезооптических датчиков.

DOI: 10.15372/AUT20190312
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
МЕТОД КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММ НА КРУГОВЫХ ЛАЗЕРНЫХ ЗАПИСЫВАЮЩИХ СИСТЕМАХ

Р.В. ШИМАНСКИЙ
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Hовосибирск, Россия
shimansky@iae.nsk.su
Ключевые слова: метод контроля точности, прецизионные синтезированные структуры, круговая лазерная записывающая система, радиальная координата, координатные метки, accuracy control method, precision synthesized structures, circular laser writing system, radial coordinate, coordinate marks
Страницы: 113-119

Аннотация >>
Разработан и исследован метод контроля точности изготовления прецизионных синтезированных структур на круговых лазерных записывающих системах с использованием специализированных микроструктур, формируемых по двум ортогональным направлениям. Данные микроструктуры состоят из двух частей, одна из которых формируется перед записью прецизионной структуры, а вторая - во время записи структуры. Сдвиг между первой и второй частью микроструктуры позволяет определить ошибки дрейфа, сдвига подложки и другие по каждой из координат. Метод даёт возможность повысить точность и достоверность сертификации изготовления прецизионных синтезированных структур.

DOI: 10.15372/AUT20190313
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЛИНЕЙНОГО УСКОРЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЬЦЕВОГО ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И ЕГО КОМПЕНСАЦИЯ

В.И. БУСУРИН, Н.В. ЙИН, М.А. ЖЕГЛОВ
Москва, Россия
vbusurin@mail.ru
Ключевые слова: преобразователь, угловая скорость, оптический туннельный эффект, кольцевой резонатор, линейное ускорение, компенсация, transducer, angular velocity, optical tunnel effect, ring resonator, linear acceleration, compensation
Страницы: 120-128

Аннотация >>
Представлен анализ влияния линейного ускорения на характеристики вибрационного кольцевого оптоэлектронного преобразователя угловой скорости с учётом жёсткости опор кольцевого резонатора. Предложен метод компенсации влияния линейного ускорения на характеристики преобразователя угловой скорости.

DOI: 10.15372/AUT20190314
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину