sem04 start

This commit is contained in:
Ivan I. Ovchinnikov 2023-02-13 13:59:23 +03:00
parent 4ba76dd3c0
commit 0ad282326c
9 changed files with 991 additions and 0 deletions

View File

@ -0,0 +1,73 @@
\documentclass{article}
\input{settings/common-preamble}
\input{settings/bmstu-preamble}
\input{settings/fancy-listings-preamble}
\author{Гребенюк Елена Алексеевна}
\title{Технологии разработки информационных систем для анализа больших объёмов информации}
\date{2023-02-08}
\begin{document}
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
\section{Введение}
Основы ТВ и МС (случайные величины, непрерывные и дискретные СВ, матожидание, дисперсия, ковариация, корреляция)
выборка, статистика, гистограмма, смещение
несмещённая оценка...
основы линейной алгебры. (матрицы, энтропия, ...)
Визуализация - анализ ситуации, анализ исходной информации, анализ, интерпретация и представление результатов
Поиск шаблонов поиск частых наборов - метод ассоциативных правил - market basket analysis
прогнозирование - определение нового класса или объекта, которого не было в обучающей выборке
\textbf{Этапы}
Пример - Скоринг - определение платёжеспособности.
\begin{itemize}
\item формальная постановка задачи (кампания по привлечению кредитов, найти модель)
\item данные (признаковое описание -- бинарные, числовые, категориальные, порядковые; матрица расстояний между объектами, временные ряды скалярных или векторных наблюдений, итого 16 прпизнаков)
\item определение ответа (да/нет), но чаще всего нужен не бинарный ответ, а определение степени доверия ответу.
\item выбор критериев качества решения (метрики оценивания используемого метода решения должны иметь интерпретацию, значимую для решаемой бизнес-задачи)
\item выбор метода решения
\item предобработка данных (если клиентов приндалежащих какому-то классу меньше 5\% выборка не сбалансирована)
\item реализация, оценка качества
\end{itemize}
Работа с несбалансированными выборками
\begin{enumerate}
\item выкинуть лишнее или продублировать недостающее
\item создать недостающие параметры
\item изменить веса параметров
\end{enumerate}
Метрики
TP FP FN TN (ошибки первого и второго рода).
Accuracy = TN + TP / n - метрика сама по себе неприменима.
Precision = TP/TP+FP уровень доверия к положительным ответам модели, доля истинных положительных объектов, выделенных классификатором как положительные
Recall = TP/TP+FN какая часть положительных объектов правильно определена классификатором
F - мера (F-score)- гармоническое среднее точности и полноты. F мера обладает важным свойством - она близка к нулю, если хотя бы один из аргументов близок к нулю: F = 2*precision recall precision+recall 0≤ F ≤ 1
Ошибка 1 рода (Туре I Error) случается, когда объект ошибочно относится к положительному классу
Ошибка 2 рода (Туре II Error) случается, когда объект ошибочно относится к отрицательному классу
Confusion Matrix
TP FP
FN TN
Хорошо подходит для многоклассовой классификации.
ROC-кривая
Число строк в квадрате справа равно числу единиц, число столбцов - числу нулей. Стартуем из точки (0, 0)(левый нижний угол. Если значение метки класса в просматриваемой строке 1, то делаем шаг вверх; если 0, то делаем шаг вправо, если у нескольких объектов значения оценок равны, то делаем шаг в точку а блоков выше и блоков правее, где а - число единиц, b - число нулей в рассматриваемой группе объектов. Считаем сколько \% покрыто.
Принятие решений на основе кривой.Для того, чтобы решить, какие объекты отнести к классу 1, а какие к классу 0, нужно будет выбрать некоторый порог (объекты с оценками выше порога относим к классу 1, остальные 0). Выбору порога соответствует выбор точки на ROC-кривой. Здесь для порога 0.25 выбрана точка (1/4,2/3), (табл. 3).
1/4 - это\% точек класса 0, которые неверно классифицированы алгоритмом (FPR = False Positive Rate),
2/3 - \% точек класса 1, верно классифицированых алгоритмом (TPR = True Positive Rate).
Отбор признаков
Могут быть зашумлены
Методы: обёртки, фильтры, внутренние методы.
\end{document}

80
04-og.tex Normal file
View File

@ -0,0 +1,80 @@
\documentclass{article}
\input{settings/common-preamble}
\input{settings/bmstu-preamble}
\input{settings/fancy-listings-preamble}
\author{Оганов Владимир Игоревич}
\title{Разработка сложных электронных устройств}
\date{2023-02-08}
\begin{document}
\sloppy
\fontsize{14}{18}\selectfont
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
\section{Введение}
Электроника базируется на физике. Разделы физики 0 электричество в металлах, в полупроводниках и электромагнитные поля. Киргоф, Ом. Упрощают моделирование сложных систем, предоставляют математический аппарат.
Сложное электронное устройство: большая схема -- неправильно решённая задача. Каждая лишняя деталь -- источник шумов, погрешностей, итд. компенсация порождает лавинный эффект. Проектирование СЦУ -- это проектирование ЦУ как можно проще.
Электронное устройство не работает само по себе, а всегда в связке с окружающим миром и физическими параметрами, с которыми нужно уметь работать изначально. От параметров окружающей среды (источника и потребителя) зависит выбор технологии обработки внутри.
digital remastering -- интерполяция звука с 44.1КГц - 96КГц в 192КГц.
сейчас тренд к максимально быстрой оцифровке. после АЦП мягкая реализация - ДСП микропроцессоры, или жёсткая - ПЛИС или ЦПЛД.
1. сигнал -- это физический процесс, содержащий информацию.
2. электрический сигнал -- ток и напряжение изменённые во времени (связаны законом Ома).
\[
i(t)
}
u(t)
\]
электричество получается по закону электромагнитной индукции Фарадея.
3. все электрические сигналы рассматриваются в двух областях - зависимость по времени и зависимость по частоте. во времени на сигнал смотрим осциллографом, в частоте спектроанализатор. связаны преобразованием Фурье.
\[ \int_{-\infty}^{\infty} x(t) e^{-j\omega}dt\]
х(т) это входной непрерывный сигнал умножаем на (ортогональный базис) тригонометрическую функцию. то есть ищем спектральную составляющую (корреляционный детектор). ортогональный базис нужен (косомега+жсиномега) для поиска фазы (если будет только синус или косинус - будем знать только амплитуду).
Анализатор спектра (аналоговый непрерывного действия)
(3)
\[ x(t) = \frac{1}{2\pi}\int_{-infty}^\infty\ X(j\omega) e^{j\omega}d\omega \]
когда работаем с цифровыми сигналами -- дискретное преобразование фурье, интеграз заменяется на сумму и берём не бесконченость, а определённое число отсчётов.
электронное устройство (обобщённое) (4)
Датчик преобразует электрический сигнал
АО - на стандартных элементах (усилители фильтры иногда умножители)
ФПО - фильтр для подавления образов
УВХ (устройство выборки и хранения) + АЦП
дискретизация по времени (УВХ) и квантование по уровню (АЦП). Сигнал при переходе в цифру всегда теряем информацию, важно минимизировать.
ЦВБ
ЦАП
Деглитчер
Восстанавливающий фильтр
Драйвер и аналоговое исполнительное устройство
любое инженерное решение - это всегда компромисс.
Дискретизация сигнала во временной и частотной области
Дискретизация - умножение на последовательность единичных импульсов. Дельта функция Дирака.
\[ \delta(t) = \begin{cases} +\infty t=0 \\ 0 t \neq 0 \end{cases} \]
\[ \int_{-\infty}^{\infty} \delta(t) dt = 1 \]
Бесконечная спектральная функция ведёт к бесконечной энергии, физически невозможно.
перемножение во временной это свёртка в частотной и наоброт.
(5)
дискретный сигнал в частотной области -- бесконечное число повторяющихся копий дискретного представления сигнала. в ЦВУ мы всегда работаем с дискретным сигналом. Важно на каком расстоянии стоят частоты дискретного сигнала (виртуальные образы цифрового сигнана). чтобы они не накладывались друг на друга нужна предварительная фильтрация (ФПО).
\end{document}

View File

@ -0,0 +1,27 @@
\documentclass{article}
\input{settings/common-preamble}
\input{settings/bmstu-preamble}
\input{settings/fancy-listings-preamble}
\author{Сидякин И. М.}
\title{Программное обеспечение телекоммуникационных систем}
\date{2023-02-09}
\begin{document}
\sloppy
\fontsize{14}{18}\selectfont
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
\section{Введение}
Erlang -- специально разработан для телекоммуникационных систем. Позволяет избежать неописанных состояний, неожиданного поведения.
Микропроцессы (делают минимальную задачу) объединены иерархически, над процессом есть процесс особого вида, который сам не делает, но управляет другими процессами. Самое главное, что делает процесс верхнего уровня - обрабатывает ошибки (останавливает работу, аналог выбрасывания исключения).
Конкурентно-ориентированный язык программирования. В первую очередь применяется для распределенных вычислений и конкурентных операций. Способен исполнять много небольших легковесных процессов, т.е. тысячи, десятки тысяч, и более. Процессы выполняют маленькие задачи и обмениваются сообщениями, которые складываются в очереди сообщений. Кластеры маленьких процессов могут быть распределены.
Процессы взаимодействуют друг с другом только с помощью сообщений. Отсутствуют критические секции и общая память. Основной упор сделан на защиту от сбоев и надежность.
Процессы могут следить за ошибками в других процессах. Когда процесс завершается, он автоматически сигнализирует об этом всем связанным с ним процессам
\end{document}

84
04-telematics.tex Normal file
View File

@ -0,0 +1,84 @@
\documentclass{article}
\input{settings/common-preamble}
\input{settings/bmstu-preamble}
\input{settings/fancy-listings-preamble}
\author{Мещеринова Ксения Владимировна}
\title{Телематика}
\date{2023-02-08}
\begin{document}
\sloppy
\fontsize{14}{18}\selectfont
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
\section{Введение}
DevOps -- стратегия разработки ПО, призванная устранить разрыв между разработчиками, и другими командами.
Методологии разработки - waterfall, agile (scrum, lean)
Обычно ИТ-команда это разработчики(Dev), тестировщики(QA), группа эксплуатации(Ops). Толчком к появлению девопс стало появление микросервисов.
цели - надёжность, скорость выхода на рынок.
девопс предлагает представителям ранее разрозненных подразделений координировать свои действия. Культура: совместная работа и согласованность, изменения в сфере участия и ответственности, сокращение циклов выпуска (не количество, а сами циклы), непрерывное обучение.
методики
\begin{itemize}
\item непрерывная доставка (CI/CD)
\item управление версиями (git)
\item гибкая разработка (DevOps)
\item инфраструктура как код (IaC)
\item управление конфигурацией
\item непрерывный мониторинг
\end{itemize}
\begin{figure}[H]
\centering
\includegraphics[width=12cm]{04-telematics-devops.png}
\end{figure}
(инструменты как таблица менделеева)
Внедрение облачных технологий в корне изменило способы создания развёртывания и эксплуатации приложений. Затраты, скорость, глобальный масштаб, производительность, эффективность, надёжность, безопасность.
Три способа развёртывания облачных служб:
\begin{itemize}
\item Публичное облако -- всё принадлежит облачному поставщику.
\item частное облако -- ресурсы только одной компании, локаный ЦОД (иногда аутсорс ЦОД)
\item гибридное облако
\end{itemize}
модели обслуживания:
\begin{itemize}
\item IaaS -- infrastructure (серверы, виртуальные машины, итд с оплатой по мере использования);
\item PaaS -- platform (среда по управлению, доставке, итд, упрощает разработчикам настройку связок);
\item Saas -- software (предоставление уже разработанного ПО как услуги);
\end{itemize}
В девопс облаке, с помощью девопс возможно:
\begin{itemize}
\item создание собственных облачных приложений
\item тестирование и сборка приложений
\item хранение, резервное копирование, восстановление данных
\item анализ данных
\item доставка ПО по запросу
\end{itemize}
DevOps-инженер -- высококвалифицированный специалист, который отвечает за автоматизацию всех этапов создания приложений и обеспечивает взаимодействие программистов и системных администраторов. Прорабатывает сборку, доставку и тестирование. Build-инженер, Release-инженер, Automation-инженер
Необходимые знания:
\begin{itemize}
\item Основы программирования (базовый уровень, несколько языков)
\item освоиться в принципах работы ОС
\item понимать облачные и гибридные решения
\item разбираться в системах оркестрации
\item освоить принципы работы микросервисов
\item понимать принципы работы с системами конфигурации
\end{itemize}
Используемые инструменты -- Jenkins, Docker, Kubernetes, Git, Приложения для управления инфраструктурой (Terraform), платформенные и облачные сервисы, утилиты мониторинга и оповещений.
\end{document}

View File

@ -0,0 +1,165 @@
\documentclass{article}
\input{settings/common-preamble}
\input{settings/bmstu-preamble}
\input{settings/fancy-listings-preamble}
\author{Гребенюк Елена Алексеевна}
\title{Анализ и прогнозирование временных рядов}
\date{2023-02-08}
\begin{document}
\sloppy
\fontsize{14}{18}\selectfont
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
\section{Введение}
\href{https://jino.cloud/s/GGZgntaAqMRQbK2}{Вентцель -- Теория вероятностей}
\href{https://jino.cloud/s/8qNSXycHpkmmmZb}{Гмурман -- Ьеория вероятностей и математическая статистика}
\subsection{Содержание курса}
\begin{enumerate}
\item Построение моделей временных рядов, линейные модели: ARMA, AR,MA, ECM. Прогноз.
\item Ряды со стохастическим трендом и их модели: ARIMA, SARIMA.
\item Модели с условной гетероскедастичностью: ARCH, GARCH (модели для прогнозирования волатильности доходности финансовых активов).
\item Сингулярный спектральный анализ (SSA).
\item Локальная аппроксимация (LA).
\item Алгоритмы обнаружения изменений свойств временных рядов.
\end{enumerate}
\subsection{Модель случайности}
Вероятностное пространство включает следующие элементы: $\{\Omega, F, P \}$, где $\Omega = \{ \omega_1, \omega_2, ... \}$ -- пространство элементарных событий, множество(конечное или счетное); $F$ -- $\sigma$ -алгебра событий -- структура на множестве событий $\Omega$; P -- вероятность -- мера, определенная на F.
$\sigma$ -алгебра F - набор подмножеств (подмножеств событий), который
\begin{enumerate}
\item содержит достоверное событие: $\Omega \subset F$.
\item вместе с любым событием $A \subset F$ содержит и противоположное к нему: если $A \subset F$, то $\overline{A} \subset F$.
\item вместе с любыми событиями $A_1, A_2, ... A_n, ...$ система F содержит их объединение -- если $A_1, A_2, ... A_n \subset F, то \cup_{i=1}^{\infty} A_i \subset F$.
\end{enumerate}
(сигма-алгебра позволяет включить бесконечное число множеств.)
Мера -- это неотрицательная $\sigma$-аддитивная функция множеств, всегда положительная если пространство дискретно.
Пусть: $\Omega$ -- некоторое множество, и F -- $\sigma$-алгебра его подмножеств. Функция $\mu: F \to R \cup + \infty$ называется мерой на $\{ \Omega, F \}$ если она удовлетворяет условиям:
\begin{itemize}
\item для любого множества $A \in F$ его мера неотрицательна: $\mu(A) \gg 0 $;
\item для любого счётного набора попарно непересекающихся множеств
$A_1, A_2, A_3, ... \in F$ (т.е. такого, что $A_i \cap A_j = \oslash$ при всех $i \neq j$) мера их объединения равна сумме их мер:
\[ \mu(\cup_{i=1}^{\infty} A_i) = \sum_{i=1}^{\infty} \mu(A_i) \]
\end{itemize}
(другими словами) $\Omega$ - это множество всех возможных значений. $F$ -- это вероятность получения определённого сочетания. например, бросаем кубик и за два броска выпало $\{ 1, 2 \}$. какая вероятность?
\[ \frac{6!}{2! * 4!} = 15, \]
то есть 1/15. Или, например есть температура, которая может изменяться равномерно в интервале $10^\circ - 15^\circ$. тогда её вероятность $P < 7,5 = 1/2$
\subsection{Определение вероятности}
Функция распределения представляет собой вероятность того, что случайная величина $\xi$ будет меньше ...\footnote{неразборчиво}. Неубывающая, всегда либо растёт, либо постоянна. непрерывна слева (значит справа необязательно определена).
Вероятностью называется числовая функция P, определенная на $\sigma$-алгебре $F$ со значениями в $R, (P: F \to R)$ и удовлетворяющая следующей системе аксиом:
\begin{enumerate}
\item $0 \ll P(A) \ll 1, \forall A \in F$;
\item Для любого счётного набора попарно несовместных событий $A_1, A_2, A_3, ... \in F$ выполняется равенство $(\cup_{i=1}^{\infty} A_i) = \sum_{i=1}^{\infty} P(A_i)$.
\item $P\{\Omega\} = 1$
\end{enumerate}
Случайная величина представляет собой измеримое отображение вероятностного пространства $\{ \Omega, F, P \}$ в измеримое пространство $\{ R, F(R), P_X \}$ на числовой прямой.
Пусть $\Omega = \{ \omega_1, \omega_2, ..., \omega_n, ...\}$. Если случайная величина может принимать не более чем счетное число значений, то она называется дискретной, если конечное число значений, то простой:
\[ \xi(\omega) = \sum_{i}X_iI_{A_i}(\omega), I_A(\omega) =
\begin{cases}
1, \omega \in A \\
0, \omega \notin A
\end{cases}
\]
Распределение дискретной случайной величины задается набором вероятностей $p_1, p_2, ..., p_n, ...$ таких, что $\sum_{i=1}^{\infty} p_i = 1$.
\subsection{Непрерывная случайная величина, функция распределения случайной величины}
Непрерывная случайная величина имеет плотность (справедливо только для абсолютно непрерывных).
Случайная величина может принимать не только дискретные значения, но и
любые значения из некоторого конечного или бесконечного интервала: $(a, b), [\infty, b], ...$. Такая величина называется \textbf{непрерывной случайной величиной}.
Соответствие между значениями случайной величины и вероятностями, с которыми она их принимает, называют \textbf{законом распределения случайной величины}. Для дискретной случайной величины этот закон задается простым перечислением вероятностей каждого ее значения.
\textbf{Функцией распределения случайной величины} $\xi$ называется функция $F_X(x)$, при каждом $x$ равная вероятности того, что случайная величина $X$ принимает значения, меньшие, чем $x$:
\[ F_X(x) = P(X < x)\]
\subsection{Абсолютно непрерывная функция распределения}
Функция распределения $F_X(x)$ называется абсолютно непрерывной, если существует такая функция $p_X(x)$, что
\[ F_X(b) - F_X(a) = \int_a^b p_X(x) dx \]
называется плотностью распределения случайной величины X.
Теорема:
\begin{enumerate}
\item $p_{\xi}(x) \geq 0$ для любого $x$.
\item $\int_{-\infty}^{\infty} p_\xi(x)dx = 1$
\end{enumerate}
Любая функция p_\xi(x), удовлетворяющая условиям теоремы может рассматриваться как плотность распределения некоторой случайной величины.
\subsection{Нормальное распределение}
Непрерывная случайная величина $X$ имеет нормальное или гауссовское распределение с параметрами $a$ и $\sigma$, если плотность вероятности ее равна
\[ p_X(x) = \frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(x-a)^2}{2\sigma^2}}, \]
где $a \in R, \sigma > 0$. Обозначение: 𝑁 𝑎, 𝜎 2 , где 𝑎
математическое ожидание, 𝜎 среднее квадратичное
отклонение.
Функция распределения:
\subsection{Нормальное распределение}
Нормальное распределение с параметрами а и сигма если её плотность вероятности равна
и математическое ожидание а и сигма - среднее квадратичное отклонение.
(картинка ляма)
оба графика это нормальное распределение. у синего среднее 0 у красного среднее 1. сигма это разброс относительно среднего. важно, что площадь одинаковая. распределение зарактеризуется двумя параметрами - среднее и дисперсия. у красной
%P_2(x)=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{\frac{(x+1)^2}{2\sigma^2}}
(картинка ляма 2) получается у второго будет меньше вариативности около -1
в нормальном распределении
%Ф_0(0) = 0,5
%Ф_0(-ч) = 1-Ф_0(ч)
правило трёх сигм
если отклонение случайной величины меньше трёх сигм (стандартных отклонений) мы считаем что вероятность пренебрежимо мала.
Характеристики
%мат ожиданием случайной величины Х с плотностью р_х(х) называется неслучайная велична м_х=нтхр_х(х)дх, если этот интеграл сходится, то есть нтмодуль хи р_х(х)дх меньше инфти
случайность - это отсутствие полной информации об эксперименте. если кубик бросить сто раз в среднем выпадет 3,5. мат ожидание броска 3,5.
свойства матожидания
дисперсия случайной величины равна нулю.
%\overline{DX}=\frac{\sum_{i-1}^{n}(x_i-\overline{X})^2}{n-1}
Во временных рядах каждое следующее значение в момент Т зависит от предыдущего в момент Т-1. Например, изменение температуры или цен. Если эта зависимость существует, то существует связь, мера этой связи называется ковариацией. ковариация величины с самой собой это дисперсия.
Задачи
ксит +
кси1,2...т,т-1 белый шум
белый шум когда МО = 0 а дисперсия =сигма квадрат != 0, а ковариация = 0.
модель скользящего среднего
%X_t = \sum_{i=0}\alpha_i \sum_{t-i} где альфа - сходимый ряд (бесконечная сумма меньше бесконечности)
%X_t = 2_\infty \ksi_{t-1} - 3\ksi_{t-2} + \ksi_t + 1
мат ожидание = 1
если величины независимы - матожидание = 0
дисперсия суммы (если величины независимы)
%Var(X_t) = Var(2\ksi_{t-1}) - Var(3\ksi_{t-2}) + Var(\ksi_t + 1) = 4Var(\ksi_{t-1}) + 9Var(\ksi_{t+2}) + Var \ksi_t = 14
%Cov(X_t X_{t-1}
%x_t = 2\ksi_{t-1} - 3\ksi_{t-2} + \ksi_{t+1}) =
%Var(x\pm y) = Var(x) + Var(y) \pm 2cov(x, y), если х и у не кореллируют.
\end{document}

View File

@ -0,0 +1,93 @@
\documentclass{article}
\input{settings/common-preamble}
\input{settings/bmstu-preamble}
\input{settings/fancy-listings-preamble}
\author{Локтев Даниил Алексеевич}
\title{Алгоритмы (методы)определения параметров объектов в видеопотоке}
\date{2023-02-08}
\begin{document}
\fontsize{14}{18}\selectfont
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
\section{Введение}
\subsection{Основные понятия}
РК 15.03 и 10.04
\textbf{Алгоритм} -- это определённая строгая последовательность дискретных действий, которая приводит к конечному результату
\textbf{Метод} -- менее конкретный, чем алгоритм, основан на законах окружающей среды. Метод может быть реализован большим числом алгоритмов.
\textbf{Подход} -- это совокупность методов.
\subsection{Основные этапы работы с изображением}
\begin{enumerate}
\item Получение изображения (регистрация);
\item улучшение изображения (фильтрация, деформация);
\item детектирование объектов;
\item отслеживание объектов;
\item определение параметров объектов (геометрические, кинетические, ...);
\item обработка информации (стат. анализ);
\item разпознавание объектов;
\item сжатие данных об объекте.
\end{enumerate}
Методы выявления расстояния до объекта:
\begin{itemize}
\item времяпролётные PMD-камеры
\item ToF-устройства (работают по принципу эхолокации, но со светом)
\item Обычные камеры (стереозрение, расфокусировка).
\end{itemize}
\subsection{Основные этапы функционирования системы мониторинга}
\begin{enumerate}
\item Активация внешних модулей (получение первоначальных данных);
\item сбор информации об исследуемом объекте;
\item мониторинг процесса получения первоначальных данных и общего состояния системы;
\item отслеживание и контроль параметров качества;
\item обеспечение персонала и оборудования необходимой информацией;
\item установление взаимодействия между персоналом и оборудованием (также между различными модулями системы);
\item изменение параметров фото- и видеофиксации объекта контроля, в зависимости от параметров внешней среды (например, освещённость) или характеристик состояния и поведения самого объекта контроля.
\end{enumerate}
\begin{figure}[H]
\centering
\fontsize{11}{1}\selectfont
\includesvg[scale=.9]{pics/04-vora-00-image-taking-device.svg}
\caption{Регистрация цифрового изображения в устройстве}
\end{figure}
\subsection{Основные характеристики камеры}
Есть камеры, хранящие набор пикселей, но есть и «векторные» которые могут менять свою точку фокусировки и хранить набор пикселей для каждого из фокусов. Удобно менять точку фокусировки уже после создания снимка.
\begin{itemize}
\item Характеристики оптической системы.
\begin{enumerate}
\item Основная характеристика -- фокусное расстояние (способность собирать в одну точку лучи света, параллельных оптической оси)
\begin{figure}[H]
\centering
\fontsize{14}{1}\selectfont
\includesvg[scale=1.01]{pics/04-vora-00-focusing.svg}
\end{figure}
\item угол поля зрения (обратная зависимость от фокусного расстояния) -- угол между двумя лучами, пороходящими через центр входного зрачка объектива к наиболее удалённым точкам попадающим на изображения.
\item апертура объектива -- это диаметр светового пучка на входе в объектив, полностью проходящего через диафрагму (есть входная и выходная, чаще всего считают одинаковыми). от этого будет сильно зависеть характеристики изображения.
\item разрешающая сила объектива (характеристики, отображающие его возможность передачи изображения, зависит от предыдущих параметров).
\[\frac{1}{K} = \frac{1}{N} + \frac{1}{M} \]
где $K$ -- это общая разрешающая сила, $N$ - разрешающая сила оптической системы, $M$ - разрешающая сила системы преобразования
\[ K = \frac{NM}{N+M} \]
\end{enumerate}
\item характеристики светочувствительной матрицы
\begin{enumerate}
\item отношение сигнал/шум (часто рассматривается вместе с усилителем) физическая величина, определяющая средние колебания в определённых пределах;
\item физический размер пикселя светочувствительной матрицы;
\item физический размер всей светочувствительной матрицы (ширина на высоту);
\item выдержка -- интервал времении, в течение которого свет попадает на участок светочувствительной матрицы;
\item глубина резкости (глубина резкозти изображаемого пространства) - расстояние вдоль оптической оси линзы.
\end{enumerate}
\end{itemize}
Зная характеристики камеры мы можем по размытому изображению определить расстояние.
\end{document}

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 123 KiB

View File

@ -0,0 +1,176 @@
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!-- Created with Inkscape (http://www.inkscape.org/) -->
<svg
width="210mm"
height="297mm"
viewBox="0 0 210 297"
version="1.1"
id="svg41075"
inkscape:version="1.1.2 (0a00cf5339, 2022-02-04)"
sodipodi:docname="04-vora-00-focusing.svg"
xmlns:inkscape="http://www.inkscape.org/namespaces/inkscape"
xmlns:sodipodi="http://sodipodi.sourceforge.net/DTD/sodipodi-0.dtd"
xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
xmlns:svg="http://www.w3.org/2000/svg">
<sodipodi:namedview
id="namedview41077"
pagecolor="#ffffff"
bordercolor="#666666"
borderopacity="1.0"
inkscape:pageshadow="2"
inkscape:pageopacity="0.0"
inkscape:pagecheckerboard="0"
inkscape:document-units="mm"
showgrid="true"
inkscape:zoom="3.3611222"
inkscape:cx="79.437754"
inkscape:cy="107.25584"
inkscape:window-width="1308"
inkscape:window-height="704"
inkscape:window-x="58"
inkscape:window-y="27"
inkscape:window-maximized="1"
inkscape:current-layer="layer1">
<inkscape:grid
type="xygrid"
id="grid41079" />
</sodipodi:namedview>
<defs
id="defs41072">
<marker
style="overflow:visible;"
id="Arrow1Lend"
refX="0.0"
refY="0.0"
orient="auto"
inkscape:stockid="Arrow1Lend"
inkscape:isstock="true">
<path
transform="scale(0.8) rotate(180) translate(12.5,0)"
style="fill-rule:evenodd;fill:context-stroke;stroke:context-stroke;stroke-width:1.0pt;"
d="M 0.0,0.0 L 5.0,-5.0 L -12.5,0.0 L 5.0,5.0 L 0.0,0.0 z "
id="path34513" />
</marker>
<marker
style="overflow:visible"
id="Arrow1Lstart"
refX="0.0"
refY="0.0"
orient="auto"
inkscape:stockid="Arrow1Lstart"
inkscape:isstock="true">
<path
transform="scale(0.8) translate(12.5,0)"
style="fill-rule:evenodd;fill:context-stroke;stroke:context-stroke;stroke-width:1.0pt"
d="M 0.0,0.0 L 5.0,-5.0 L -12.5,0.0 L 5.0,5.0 L 0.0,0.0 z "
id="path34510" />
</marker>
<inkscape:path-effect
effect="bspline"
id="path-effect41535"
is_visible="true"
lpeversion="1"
weight="33.333333"
steps="2"
helper_size="0"
apply_no_weight="true"
apply_with_weight="true"
only_selected="false" />
<inkscape:path-effect
effect="bspline"
id="path-effect41531"
is_visible="true"
lpeversion="1"
weight="33.333333"
steps="2"
helper_size="0"
apply_no_weight="true"
apply_with_weight="true"
only_selected="false" />
</defs>
<g
inkscape:label="Layer 1"
inkscape:groupmode="layer"
id="layer1">
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="m 21.166666,2.6458333 c -2.204914,4.4098279 -4.409775,8.8195497 -4.409647,13.2294227 1.28e-4,4.409872 2.204945,8.819506 4.409647,13.22891"
id="path41529"
inkscape:path-effect="#path-effect41531"
inkscape:original-d="M 21.166666,2.6458333 C 18.96207,7.0558201 16.757209,11.465542 14.552083,15.875 c 2.20517,4.410075 4.409987,8.819709 6.614583,13.229166" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="m 21.166666,2.6458333 c 2.20502,4.4100398 4.409881,8.8197617 4.409753,13.2294227 -1.27e-4,4.40966 -2.204945,8.819294 -4.409753,13.22891"
id="path41533"
inkscape:path-effect="#path-effect41535"
inkscape:original-d="M 21.166666,2.6458333 C 23.371792,7.0558201 25.576653,11.465542 27.78125,15.875 25.576609,20.285075 23.371792,24.694709 21.166666,29.104166" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 3.96875,3.96875 H 21.166666 L 44.979166,15.875"
id="path41730" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 3.96875,27.78125 H 21.166666 L 44.979166,15.875"
id="path41732" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.26458299;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:0.79374896,0.79374896;stroke-dashoffset:0"
d="M 0,15.875 H 63.499999"
id="path41736" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 3.96875,9.2604166 H 21.166666 L 44.979166,15.875"
id="path41795" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 3.96875,13.229167 H 21.166666 L 44.979166,15.875"
id="path41797" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 3.96875,18.520833 H 21.166666 L 44.979166,15.875"
id="path41799" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 3.96875,22.489583 H 21.166666 L 44.979166,15.875"
id="path41801" />
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.9389px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="25.135416"
y="31.75"
id="text44467"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan44465"
style="stroke-width:0.264583"
x="25.135416"
y="31.75" /></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.9389px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="23.8125"
y="41.010418"
id="text48829"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan48827"
style="stroke-width:0.264583"
x="23.8125"
y="41.010418">Фокусное</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="stroke-width:0.264583"
x="23.8125"
y="47.184044"
id="tspan48831">расстояние</tspan></text>
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="m 21.166666,29.104166 v 7.9375"
id="path49640" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 44.979166,15.875 V 37.041666"
id="path49644" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Lstart);marker-end:url(#Arrow1Lend)"
d="m 21.166666,34.395833 h 23.8125"
id="path49646" />
</g>
</svg>

After

Width:  |  Height:  |  Size: 6.9 KiB

View File

@ -0,0 +1,293 @@
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!-- Created with Inkscape (http://www.inkscape.org/) -->
<svg
width="210mm"
height="297mm"
viewBox="0 0 210 297"
version="1.1"
id="svg5"
inkscape:version="1.1.2 (0a00cf5339, 2022-02-04)"
sodipodi:docname="04-vora-00-image-taking-device.svg"
xmlns:inkscape="http://www.inkscape.org/namespaces/inkscape"
xmlns:sodipodi="http://sodipodi.sourceforge.net/DTD/sodipodi-0.dtd"
xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
xmlns:svg="http://www.w3.org/2000/svg">
<sodipodi:namedview
id="namedview7"
pagecolor="#ffffff"
bordercolor="#666666"
borderopacity="1.0"
inkscape:pageshadow="2"
inkscape:pageopacity="0.0"
inkscape:pagecheckerboard="0"
inkscape:document-units="mm"
showgrid="true"
inkscape:snap-bbox="true"
inkscape:bbox-nodes="true"
inkscape:snap-bbox-edge-midpoints="false"
inkscape:bbox-paths="false"
inkscape:zoom="2.2438123"
inkscape:cx="214.14447"
inkscape:cy="212.80746"
inkscape:window-width="1308"
inkscape:window-height="704"
inkscape:window-x="58"
inkscape:window-y="27"
inkscape:window-maximized="1"
inkscape:current-layer="layer1">
<inkscape:grid
type="xygrid"
id="grid9" />
</sodipodi:namedview>
<defs
id="defs2">
<marker
style="overflow:visible;"
id="Arrow1Lend"
refX="0.0"
refY="0.0"
orient="auto"
inkscape:stockid="Arrow1Lend"
inkscape:isstock="true">
<path
transform="scale(0.8) rotate(180) translate(12.5,0)"
style="fill-rule:evenodd;fill:context-stroke;stroke:context-stroke;stroke-width:1.0pt;"
d="M 0.0,0.0 L 5.0,-5.0 L -12.5,0.0 L 5.0,5.0 L 0.0,0.0 z "
id="path34513" />
</marker>
</defs>
<g
inkscape:label="Layer 1"
inkscape:groupmode="layer"
id="layer1">
<text
xml:space="preserve"
style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.93889px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:0.264583"
x="5.0987411"
y="8.6654491"
id="text2609"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan2607"
style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.93889px;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="5.0987411"
y="8.6654491">Внешний источник</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.93889px;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="5.0987411"
y="14.839062"
id="tspan5251">света</tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.93889px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:0.264583"
x="10.583333"
y="37.041668"
id="text7433"><tspan
sodipodi:role="line"
style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.93889px;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="10.583333"
y="37.041668"
id="tspan7743" /></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.93889px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="10.583333"
y="34.395832"
id="text13687"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan13685"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="10.583333"
y="34.395832">Объект</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="10.583333"
y="40.569443"
id="tspan19463">наблюдения</tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:10.5833px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="50.270832"
y="31.75"
id="text20961"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan20959"
style="stroke-width:0.264583"></tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.93889px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="58.208332"
y="34.395832"
id="text25277"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan25275"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="58.208332"
y="34.395832">Оптическая</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="58.208332"
y="40.569443"
id="tspan25433">система</tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.93889px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="100.65969"
y="34.401966"
id="text25277-9"><tspan
sodipodi:role="line"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="100.65969"
y="34.401966"
id="tspan25433-7">Светоэлектрический</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="100.65969"
y="40.575577"
id="tspan26016">преобразователь</tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.93889px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="161.39583"
y="37.041668"
id="text27046"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan27044"
style="font-size:4.93889px;stroke-width:0.264583"
x="161.39583"
y="37.041668">Усилитель</tspan></text>
<rect
id="rect27469"
width="47.625"
height="15.875"
x="2.6458333"
y="2.6458333"
style="stroke-width:0.264583;fill:none;stroke:#000000;stroke-opacity:1" />
<rect
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583;stroke-opacity:1"
id="rect28330"
width="34.395832"
height="13.229166"
x="7.9375"
y="29.104166" />
<rect
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583;stroke-opacity:1"
id="rect28332"
width="34.395832"
height="13.229166"
x="55.562496"
y="29.104166" />
<rect
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583;stroke-opacity:1"
id="rect28334"
width="52.916668"
height="13.229167"
x="97.895836"
y="29.104166" />
<rect
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583;stroke-opacity:1"
id="rect28336"
width="31.75"
height="13.229166"
x="158.75"
y="29.104166" />
<rect
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583;stroke-opacity:1"
id="rect28542"
width="148.16667"
height="23.8125"
x="50.270832"
y="23.8125" />
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.9389px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="47.625"
y="58.208332"
id="text29942"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan29940"
style="stroke-width:0.264583"
x="47.625"
y="58.208332">Система линз</tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.9389px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="97.895836"
y="58.208332"
id="text32310"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan32308"
style="stroke-width:0.264583"
x="97.895836"
y="58.208332">Светочувствительная</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="stroke-width:0.264583"
x="97.895836"
y="64.381958"
id="tspan32312">матрица</tspan></text>
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.9389px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="7.9375"
y="55.5625"
id="text33900"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan33898"
style="stroke-width:0.264583"
x="7.9375"
y="55.5625">Помехи</tspan></text>
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Lend)"
d="M 26.458333,52.916666 55.033333,39.6875"
id="path34451"
sodipodi:nodetypes="cc" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Lend)"
d="m 42.333333,34.395833 12.7,0"
id="path34778"
sodipodi:nodetypes="cc" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Lend)"
d="m 89.958332,34.395833 7.408335,0"
id="path34780"
sodipodi:nodetypes="cc" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Lend)"
d="m 26.458333,18.520833 0,10.054167"
id="path34782"
sodipodi:nodetypes="cc" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Lend)"
d="m 150.8125,34.395833 7.40833,0"
id="path34784"
sodipodi:nodetypes="cc" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 103.1875,42.333333 89.958332,66.145832 h 55.562498"
id="path34819" />
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 60.854166,42.333333 39.6875,60.854166 h 39.687499"
id="path34821" />
<text
xml:space="preserve"
style="font-size:4.9389px;line-height:1.25;font-family:'PT Astra Serif';-inkscape-font-specification:'PT Astra Serif';stroke-width:0.264583"
x="5.2675509"
y="72.158218"
id="text36299"><tspan
sodipodi:role="line"
id="tspan36297"
style="stroke-width:0.264583"
x="5.2675509"
y="72.158218">аберрации (circle of confusion)</tspan><tspan
sodipodi:role="line"
style="stroke-width:0.264583"
x="5.2675509"
y="78.331841"
id="tspan36301">дисторсия (линейное искажение, например, рыбий глаз)</tspan></text>
<path
style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.264583px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1"
d="M 14.552083,56.885416 2.6458333,70.114582 v 9.260417 H 11.90625"
id="path40031" />
</g>
</svg>

After

Width:  |  Height:  |  Size: 12 KiB