Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлена разработка многоканальной специализированной интегральной микросхемы (ASIC) для регистрации и обработки сигналов с микрополосковых сенсоров в координатных детекторах синхротронного излучения, разрабатываемых в ИЯФ СО РАН для оснащения экспериментальных станций ЦКП СКИФ. Микросхема содержит 64 независимых канала регистрации фотонов с 4 порогами разделения по энергиям. Диапазон регистрируемых энергий составляет от 3 до 60 кэВ. Подробно описана структура и основные параметры электроники канала регистрации для прямого счёта фотонов.

Комплексный анализ мультиспектральных данных, полученных в разные периоды вегетации, позволяет реконструировать современное состояние антропогенно-преобразованной природной среды и выявлять участки исторического природопользования. Неоднозначность проявления следов вторичной сукцессии лесных массивов требует сопоставления на разносезонных изображениях изменений спектральных признаков растительности и особенностей текстуры ландшафтных объектов. Методическая основа таких исследований - алгоритм обработки мультиспектральных данных, адаптированный для применения текстурных признаков Харалика на этапе извлечения признаков изображения. Совместная сегментация массивов разносезонной мультиспектральной съёмки «сглаживает» локальные, менее значимые изменения текстуры ландшафтных объектов, что позволяет более контрастно продемонстрировать обобщающие тенденции распределения растительности. Территория обследования включала фрагмент дачи Пудемского железоделательного завода, где в первой половине XIX в. производились вырубки строевого и дровяного леса для нужд производства. Сегментированное изображение демонстрирует принципиальные отличия растительного покрова западной и восточной частей территории обследования: участка исторических лесосек и части дачи, которая не подвергалась интенсивному антропогенному воздействию.

Рассмотрено и проанализировано влияние мультипликативных помех, действующих одновременно с белым шумом, на точность измерения частоты когерентного сигнала, заданного в виде последовательности когерентных импульсов. Определено условие отсутствия систематических ошибок на выходе следящего измерителя. Найдены крутизна его дискриминационной характеристики, спектральная плотность флюктуаций на выходе дискриминатора и коэффициенты, определяющие нормирующее действие автоматической регулировки усиления. Названные величины задают величину ухудшения точностных характеристик измерителя при воздействии мультипликативных помех. Показано, что влияние мультипликативной помехи возрастает при уменьшении уровня неискажённой части сигнала и при увеличении отношения энергии сигнала, когерентно накапливаемой в линейных цепях дискриминатора, к спектральной плотности мощности аддитивной помехи. Показано, что влияние мультипликативных помех проявляется наиболее сильно в тех случаях, когда ширина спектра функции помеховой модуляции соизмерима с полосой пропускания линейных цепей дискриминатора.

Исследован подход применения методов машинного обучения для автоматического обнаружения особей оленей на изображениях. Для точного подсчёта количества особей оленей по фотографиям использовалась технология нейронных сетей. Применялись методы глубокого обучения свёрточных нейронных сетей (ResNet 50, DenseNet, CenterNet, Inception V3, Xception) во взаимодействии с методикой transfer learning. На основе Faster R-CNN ResNet 50 произведено обучение нейронной сети, которая позволила с точностью 0,91 на выборке по метрике F1-score с пороговым значением 0,6 определять особей оленей по графическим изображениям.

В работе рассматривается методика восстановления изображений с беспилотного летательного аппарата (БПЛА), искажённых смазом. Восстановление изображений происходит с использованием функции рассеяния точки (ФРТ), вычисленной исходя из априорной информации об основных параметрах полёта и фотографирования, а также физических свойств используемой оптической системы. При обработке изображений используются известные методы, такие как восстановление по методу Винера, Люси - Ричардсона, Тихонова и слепой деконволюции.

В статье рассматривается новый метод повышения разрешения в оптической микроскопии методом пространственных субпиксельных сдвигов, т. е. сдвигов на некоторую величину, меньшую, чем разрешение, обеспечиваемое объективом. Разрешение оптических микроскопов определяется типом используемых объективов. Профессиональные микроскопы имеют набор микрообъективов с различным увеличением, которые монтируются на турели, содержащие несколько объективов. Иногда целесообразнее вместо набора микрообъективов использовать один объектив, если есть возможность обеспечить субпиксельные сдвиги. Повышение пространственного разрешения осуществляется с помощью аналитического выражения для спектра сгенерированных изображений. При этом спектр функции дополняется множителем, вид которого зависит от вида апертуры объектива. Для определения высокоразрешающих элементов необходимо разделить Фурье-спектр изображения, полученного из нескольких сдвинутых на субпиксельную величину изображений, на множитель, зависящий от выбранной апертуры. Этот множитель называется апертурной функцией. Апертурная функция определяется типом используемого объектива и может являться его паспортной величиной. В статье показан экспериментальный способ калибровки объектива (получение его апертурной функции) с низким разрешением (8×) на основе изображений, полученных с помощью объективов с большим разрешением (40×). Определив апертурную функцию, можно использовать один объектив с небольшим разрешением для получения изображений с любым разрешением менее разрешения выбранного объектива с большим разрешением (40×).

В работе представлены результаты оценки точности построения карт глубин пространства с использованием активно-импульсной телевизионной измерительной системы по экспериментальным данным. Описаны два многозонных метода построения карт глубин. Представлены результаты оценки абсолютных и среднеквадратичных ошибок измерения дальности для карт глубин, построенных по реальным и усреднённым кадрам, которые получены с использованием описанных многозонных методов в ходе экспериментальных исследований. В качестве измерительных функций, по которым осуществлялось построение карт глубин, были взяты аппроксимирующие функции линейного и полиномиального видов, вычисленные по методу наименьших квадратов.

Теоретически исследована работа двухуровневого газового лазера в схемах с односторонней и двухсторонней поперечной диодной накачкой. Для случая не слишком малого коэффициента отражения выходного зеркала получены аналитические формулы, которые описывают работу двухуровневого газового лазера при односторонней и двухсторонней диодной накачке, позволяют определить любые энергетические характеристики лазера и найти оптимальные параметры рабочей среды и излучения накачки, необходимые для наиболее эффективной работы лазера. Показано, что эффективность генерации двухуровневого газового лазера может быть увеличена на 11-20 % при переходе от односторонней накачки к двухсторонней.

Рассматривается когерентная волоконно-оптическая система передачи OFDM-сигналов. Исследуется спектр нелинейных фазовых шумов, возникающих в оптическом волокне при нелинейном режиме функционирования оптического тракта. Показано, что спектр нелинейных фазовых шумов состоит из частотных составляющих как на основной частоте канала, так и комбинационных частотах, попадающих в полосу канальных сигналов OFDM. Приведены оценочные формулы для определения помехозащищённости канальных сигналов посредством расчёта Q-фактора в зависимости от параметров системы передачи, в частности, от числа, формата модуляции (QPSK, M-QAM) и мощности канальных сигналов. Приводится пример расчёта Q-фактора для канальных сигналов формата QPSK. Показана необходимость ограничения уровня оптической мощности в волокне для достижения требуемого показателя качества сигналов, например, при передаче многоканального сигнала по волокну длиной 100 км необходимо ограничить уровень мощности до 6,5, 7,4 и 8,8 дБм при использовании методов коррекции ошибок FEC, HD-FEC и SD-FEC соответственно.

Представлено решение прямой задачи эллипсометрии для однослойной модели изотропная подложка - анизотропная плёнка в случае ориентации оптической оси плёнки в плоскости падения. Получены аналитические выражения для расчёта эллипсометрических параметров такой структуры. Предложен простой численный алгоритм определения обыкновенного ( n_o ) и необыкновенного ( n_e ) показателей преломления объёмного кристалла при различных условиях измерения. Рассматривается обратная задача определения n_o , n_e и толщины плёнки d при изменении азимута оптической оси. Обсуждается проблема корреляции искомых параметров для такой задачи.