Матеріали журналів Університету ІТМО: дослідження в сфері обробки зображень та комп'ютерного моделювання

У цьому дайджесті ми зібрали цікаві статті, що вийшли за останні 2 роки в журналах Університету ІТМО. Всі матеріали знаходяться у відкритому доступі і охоплюють теми, пов'язані з обробкою зображень (від розрахунків об'єктивів до автоматичної корекції зображення) і комп'ютерним моделюванням різних процесів: починаючи від роботи світлодіодного світильника і закінчуючи моделюванням поведінки індукційного датчика лага на глибоководному судні.

Pascal / Flickr / PD

Обробка зображень:
«Аналіз особливостей вибору вихідної оптичної схеми для розрахунку неизображающих оптичних систем» (2016)
Вчені досліджують відмінності між зображують (формують зображення об'єкта) і неизображающими (передають і перерозподіляють енергію в просторі) оптичними системами і, зокрема, вивчають властивості, характеристики та підходи до проектування неизображающих оптичних систем (НІС). Результати дослідження можуть знайти застосування в розробці НІС (освітлювачів, концентраторів і ін) і будуть корисні інженерам, що спеціалізуються на розробці або експлуатації НІС.
«Дослідження впливу двопроменезаломлення на якість зображення фотолітографічних систем при частково когерентному освітленні» (2016)
Дослідники аналізують стан двопроменезаломлення, яке може виникати в процесі створення заготовок з оптичного скла і (при створенні оптики з високим дозволом) погіршує якість зображення. Автори роботи пропонують новий алгоритм розрахунку формування зображення – результати можуть знайти застосування при розробці фотолітографічних об'єктивів.
«Сегментація несфокусованих областей на 2d-зображень поверхонь з використанням текстурних ознак»(2015)
Автори дослідження вивчають питання поліпшення процесу отримання зображень промислових об'єктів і, зокрема, працюють над завданням автоматичного видалення з зображень ділянок, які опинилися «не у фокусі». Для рішення цієї задачі дослідники пропонують використовувати фокусні текстурні ознаки – зазвичай вони застосовуються в системах автоматичного фокусування мікроскопів і фотокамер.
«Афокальный компенсатор аберацій» (2015)
Мета дослідження – розробити афокальный компенсатор аберацій, який дозволяв би виправити одну або кілька аберацій, не впливаючи на корекцію інших. Така задача актуальна при розрахунку дзеркальних об'єктивів або об'єктивів мікроскопа. У статті пропонується схема такого компенсатора і наводиться приклад розрахунку двухлинзового об'єктива з афокальным компенсатором.
«Автоматичний контроль якості безперервного замішування тіста в комплексно-механізованої лінії за допомогою комп'ютерної обробки зображення» (2014)
Комп'ютерна обробка зображень може застосовуватися для вирішення нетривіальних завдань – наприклад, у харчовій промисловості. Автори пропонують використовувати її для створення автоматичної системи спостереження за контролем якості при хлібопеченні і описують математичну модель роботи такої системи.
Попередня і наступна фільтрація шумів в алгоритмах відновлення зображень» (2014)
Дослідники вивчають питання усунення зашумлення змащених та/або дефокусированных зображень і визначають найбільш ефективний порядок фільтрації шуму (до або після усунення змазування/дефокусування) шляхом проведення експериментальної перевірки з отриманням кількісних оцінок похибки відновлення зображень.
«Перетворення зображень у мозаїчних неохолоджуваних мікроболометричних приймачах інфрачервоного та терагерцового діапазону форматом до 3072×576 і більше» (2014)
Неохолоджувані матричні мікроболометричних приймачі інфрачервоного та терагерцового випромінювання використовуються в системах стеження, контролю і спостереження, в цивільній і військовій промисловості. Завдання дослідників – забезпечити збільшення формату фотоприймального матриці та зменшення розмірів фоточутливих елементів цієї матриці. В якості рішення дослідники пропонують реалізувати мозаїчний фотоприймач, конструктивно-технологічні принципи створення якого описані в статті.

Pascal / Flickr / PD

Комп'ютерне моделювання:
«Математичне та комп'ютерне моделювання системи автоматичного регулювання гідростатичного підшипника» (2016)
Автори вирішують завдання по удосконаленню комплексних досліджень впливу теплових процесів на динамічні характеристики гідростатичних підшипників з використанням програмного пакету MATLAB&Simulink.
«Комп'ютерне моделювання методом броунівської динаміки локальної рухливості в дендримерах з асиметричним розгалуженням» (2016)
Дендримери – це клас розгалужених полімерних макромолекул, що мають регулярну деревоподібну структуру. Дендримери володіють стійкими структурними характеристиками, тому їх використовують в якості стандартів у різних видах спектроскопії. Автори використовують методи комп'ютерного моделювання для вивчення властивостей і характеристик цих макромолекул.
«Комп'ютерне моделювання характеристик датчика індукційного лагу» (2016)
Дослідники аналізують проблеми недостатньої міцності індукційного датчика лага. Лад використовується для вимірювання швидкості суден – однак у випадку з глибоководними апаратами, які занурюються на глибину до 6 км, забортної апаратура відчуває перевантаження – тому до міцності обладнання (в тому числі до конструкції лага, якій присвячена робота) пред'являються підвищені вимоги. Автори пропонують конструкторські і технологічні рішення, спрямовані на підвищення експлуатаційних характеристик даного типу лага.
«Моделювання процесів конденсації і випаровування в каналі регенеративного теплоутилізаторів» (2016)
Автори досліджують перспективні напрями вдосконалення систем вентиляції і кондиціонування і, зокрема, розглядають питання використання теплового потенціалу витяжного повітря (схеми кондиціонування і вентиляції з регенеративними теплообмінниками). Дослідниками запропоновано один з можливих підходів до теплового розрахунку таких систем.
«Комп'ютерна модель похибок вихідного сигналу волоконно-оптичного гіроскопа при зовнішніх впливах» (2015)
Дослідники вивчають можливості волоконно-оптичних гіроскопів (ВОГ) і пропонують комп'ютерну модель, що дозволяє оцінити відгук чутливості датчика ВОГ як на зовнішні теплові, так і на механічні дії (удар чи вібрації).
«Формування градієнтного температурного поля в процесі іскрового плазмового спікання термоелектрики» (2015)
Автори розглядають властивості термоелектричних перетворювачів, що працюють в умовах значного перепаду температур, і термоелектричних матеріалів з мінливими функціональними об'ємними властивостями. Для того, щоб оцінити ефективність процесу іскрового плазмового спікання термоелектрики дослідники проводять комп'ютерне моделювання в програмному комплексі COMSOL Multiphysics та аналізують отримані результати.
«Алгоритм трирівневого моделювання багатопараметричної технічної системи» (2015)
«Модель прогнозування стану багатопараметричної технічної системи» (2015)
Автори цих двох статей розглядають підходи до реалізації багаторівневого комп'ютерного моделювання. У статті представлені результати розробки узагальненого алгоритму трирівневого моделювання багатопараметричної технічної системи і побудови на основі експериментальних даних її аналітичної моделі з різним ступенем деталізації.
«Застосування просторових модуляторів світла для формування лазерних пучків із спіральним розподілом фази» (2015)
Лазерне випромінювання широко використовують для маніпуляції мікрочастинками в біології, медицині та інших областях. Функціональність лазерних маніпуляторів може бути значно підвищена за допомогою спіральних лазерних пучків. Традиційно спіральні пучки отримують з допомогою статичних масок, які задають амплітудне і фазовий розподіл пучка. У роботі запропоновано модернізований спосіб з використанням двох рідкокристалічних просторових модуляторів світла, які окремо формують амплітудне і фазовий розподіл лазерного пучка.
«Комп'ютерне моделювання світлодіодних світильників» (2014)
Автори представляють комп'ютерну модель світлодіодного світильника, створену на основі технічних параметрів окремого світлодіода, а також конструктивних особливостей і енергетичних характеристик світлового приладу. У статті дослідники наводять результати порівняльного аналізу світлотехнічних параметрів комп'ютерної моделі і відповідних величин, отриманих експериментально.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.