颗粒显微图象二值化方法研究

针对颗粒显微图象的性质 ,提出分块曲面二值化方法 ,能有效地消除数据采集时显微镜的光照不均匀 ,也能有效地消除颗粒显微图象的噪声 ,且二值化所产生的图象质量好。已成功地应用到颗粒显微图象分析系统中     

基于PCS的纳米颗粒粒度测量系统设计

引入不同孔径的光纤传输激光和散射光子,不同孔径的Y形光纤传输入射光和散射光,采用光子相关光谱法（PCS）设计了纳米颗粒测量系统.讨论了光纤芯径、显微物镜的数值孔径、温度和散射角度对测量结果的影响.实验结果表明,温度在13~22 ℃超净间中,该系统能准确地测量纳米颗粒粒度.     

高能粒子显微图象的计算机处理与分析

针对高能物理显微图象分析,提出了一种计算机辅助的专家处理系统。该系统由电机控制的平台显微镜、计算机、自制的高速图象输入卡和应用软件包等组成。使用该系统,高效率地实现了高能粒子径迹探测、粒子星定位、图象快速细化、Ｈｏｕｇｈ变换、径迹自动跟踪、检测分析与识别存档等系列功能。     

微机显微图象分析系统在推进剂研究中的应用

探讨了微机显微图象分析仪在测定超高燃速推进剂微孔结构方面的应用，并对推进剂固体粉末组分平均粒径及其分布进行了测定，还初步探索了测定推进剂制成品的断面结构状况，以判断工艺混合均匀性的可能。实际应用表明微机显微图象分析系统可以在推进剂的研究领域发挥很大的作用。     

数字全息显微术的记录及重建实验研究

对数字全息显微术原理、数字全息图的记录和重建算法进行了理论分析和实验研究. 构建了基于Mach-Zender干涉仪的离轴全息图记录光路,以分辨率板为目标进行了数字离轴全息显微图的采集,数字信号后处理以及振幅、位相分布的数值重建. 研究了基于菲涅耳衍射的数字重建算法,解决了数字参考光模拟,消除零级衍射和孪生像干扰及确定重建参数等问题,得到的再现像清晰. 研究表明,该技术可用于微观物体的位相分布测量.     

聚丙烯腈预氧化丝截面的图象分析

摘要聚丙烯腈预氧化丝截面的图象分析包括图象预处理、边界及参数检测.图象预处理利用腐蚀、膨胀运算和等幂性原理来实现;边界检测采用统计法;参数检测采用设置动态窗口分别计算鞘层和芯层面积比值、当量直径、长轴和短轴等值.本文的研究工作是在ARIES-Ⅲ图象处理和分析系统上进行的,是该系统的应用开发研究成果.     

基于实测的高速公路重载交通轴载分析

通过调查京沪高速公路沂淮江段动态称重系统的交通轴载数据,研究了该路段交通荷载参数、货车的超载情况以及交通轴载谱。根据分析结果提出了以单轴双轮120 k N作为高速公路重载交通沥青路面的设计轴载、轮胎接地压强0.85 MPa为设计荷载;发现用正态分布模型表征该路段单轴双轮轴载谱(R~2=0.95),能够比较真实地反映该路段的荷载特性,提出以该模型作为随机荷载的加载方案;并使用简化的荷载分布作为室内试验进行变幅荷载的加载方案。     

CPPS-85图象信息处理系统及其纺织应用

CPPS-85图象信息处理系统由ALTOS-986微机和IBM PC/XT微机缉成。在ALTOS-986微机上安装ALTOS Work Net,在IBM PC/XT微机上安装PC-Path板及其软件,从而把IBM PC/XT连接到局网上,实现了两机之间的通讯。PC/XT可以作为ALTOS-986微机的模拟终端或图象工作站。该系统的软件采用层次模块结构。它包括图象输入、图象输出、图象处理、图象编辑、图象分析、图形处理以及图象数据库。 CPPS-85图象信息处理系统是一个多任务、多功能、多用户系统。它不仅适用于纺织提花织物生产的花型设计,还可以进行织物组织设计、手套花型设计和棉网质量分析。该系统还具有较先进的图象数据管理系统,能满足纺织工业生产的多种需要,具有实用价值。     

不规则细砂的统计特性及二维/三维数值模拟

针对油气输送管道中的固体颗粒侵蚀问题,提出了一种更符合实际细砂形状的二维、三维细砂数值模拟方法.根据不规则天然石英砂微粒的扫描电子显微镜(SEM)检测结果,采用图像处理技术和数理统计方法,得到不规则细砂平面投影形状的统计分布类型及分布参数.试验结果表明:砂粒周长(p)、平面投影面积(A)、等效直径(D)、等效椭圆主轴长(Lmaj)和短轴长(Lmin)服从对数正态分布(Lognormal)或广义极值分布(GEV)分布,而纵横比(AR)则服从GEV分布.基于试验统计分析结果,考虑颗粒长短轴之间的比例关系以及面积、周长与长短轴之间的内在联系,提出了一种二维不规则细砂颗粒模拟的新方法.基于二维细砂模拟结果,考虑颗粒厚度分布,提出了三维随机细砂模型模拟方法.通过Matlab和Python编程,基于ABAQUS平台建立了二维和三维砂粒有限元模型.结果表明:该方法不仅可以考虑颗粒分布参数之间的内在联系,而且模拟精度较高,根据已有的砂粒形状分布参数即可构建合理的砂粒有限元模型.此外,该方法也可模拟几何形状更复杂的石英砂颗粒.通过自顶向下建模方法和圆角功能,可实现非尖锐颗粒的三维模拟,使得数值模型更贴近实际.本文试验结果及数值模拟方法可为油气输送管道颗粒侵蚀数值模拟和侵蚀机理研究提供依据.     

砂砾土颗粒三维形态分布特征及其离散元模拟

砂砾土是一种典型的具有非均质性、非连续性及构成结构效应的砂-砾混合料,混合料中砂粒与砾粒的接触状态对其力学特性影响显著.使用图像处理技术提取了砂砾土中不同粒径砾粒的三维尺寸(长轴长度、中轴长度、短轴长度以及长短轴比)和棱角系数,研究了三维尺寸和棱角系数的均值、标准差和统计分布,结果表明其具有统计自相似性特点.采用多面体和棱角系数来共同描述砂砾土颗粒三维形态.基于PFC3D(Particle Flow Code)颗粒流离散元计算程序,提出了砂砾土颗粒三维形态的离散元生成算法,模拟了砂砾土的三轴排水剪切试验过程,通过与室内试验结果的对比分析验证了模型方法的有效性.试验结果从细观机理层面揭示了砂砾土试样在排水剪切过程中颗粒运动规律以及颗粒间接触力链分布,有助于理解和解释混合料的非线性力学行为.     

空间目标光子数密度对斑点成像的影响

空间扩展目标斑点成像的质量受到短曝光像中光子密度的限制.通过有限光子数短曝光像的模拟,对短曝光像频谱信噪比进行了计算,研究了有限光子数下大气光学系统传递函数的估计方法,光子数有限时目标振幅谱和相位谱中的有偏项影响,点源目标恢复图像的信噪比和动态范围.实验结果表明,根据斑点成像系统的参数,可以定量地确定光子密度、短曝光像数目和恢复图像的质量(分辨率)之间的关系.     

基于马尔科夫约束最大后验概率三维显微图像复原算法

提出了基于马尔科夫约束的最大后验概率三维显微图像复原算法(3D MPMAP算法). 该算法根据显微图像三维的特点,构造三维PSF,对二维邻域进行三维拓展,对正则化参量进行简化,实现了三维显微图像的复原. 实验结果表明,各种信噪比的仿真三维显微图像的散焦信息干扰得到很大程度的排除,复原图像频谱得到较大的恢复,清晰度明显提高. 实际生物样本三维显微图像也获得了满意的复原效果.     

使用基于Canny理论的算法自动识别及筛选菌落

在微生物研究中,经常需要大量挑选重组子或突变子,工作量十分繁重。本文基于Canny算子,提出了一种算法用以自动识别及筛选菌落,从而减轻这一操作的工作量。该算法能够直接处理彩色图像,充分利用彩色图像信息,能很好的检测彩色图像边缘,从而自动识别菌落。算法既继承了传统Canny算法优点,又针对检测差异菌落图像这一实际目的做了优化。除能进行菌落图像边缘检测外,本算法还使用边缘曲线半径、长短轴比、像素半径比等菌落图像描述参数来表述菌落,以此来区别不同菌落。结果表明该算法能准确识别菌落,对特征不同的菌落,区分效果良好。结合算法开发相应仪器,可以自动化识别并筛选菌落,在需要进行大量的菌落挑选时,该方法具有一定实用价值。     

基于图像修复技术的抗核辐射图像恢复方法

强辐射环境下数码成像设备由于受到高能粒子射线的影响,采集的视频或图像信噪比非常低,严重影响了其在辐射环境下的应用.为了去除视频或图像中的噪声,减少辐射粒子对成像设备的影响,提出了一种基于修复技术的新型强辐射图像去噪技术.首先在分析强辐射环境下成像设备受干扰的机理基础上检测图像的强干扰噪声;然后将图像噪声区域看成待修复区域,利用图像修复技术进行噪声消除;最后利用基于非下采样轮廓波变换的去噪方法对修复后的图像进行后处理.实验结果及分析表明提出的方法算法效率高、降噪效果显著,能够很好地去除强度大、分布密集的噪声,有效提高了数码成像设备在强辐射环境下的工作性能.     

基于数学形态学的红细胞计数算法

提出一种基于二值数学形态学的显微血红细胞计数方法.对细胞图像依次进行灰度化、二值化、形态学处理,最后进行细胞数量统计.实验结果表明:该计数算法能使图像中的红细胞被有效地识别出来,与人工计数的结果比较,该方法误差在控制2%以内,这有助于提高显微细胞检测的工作效率.     

数字图像空域处理系统设计

采用MATLAB程序,设计数字图像空域处理系统,用户可任意改变给定参数及图像,即可观察比较处理前后图像效果及处理系统特征,并可根据需要存储结果.本设计开发目的是给数字图像空域处理的学习与分析研究提供一个软件平台.     

悬浮颗粒两相流图像处理方法

利用三维颗粒成像测速 (PIV)技术研究颗粒悬浮两相流中颗粒相速度和相分布 ;用图像采集卡将摄像机拍摄的流动图像实时的存储到计算机中 ;用自行开发的颗粒图像处理及分析软件对其进行图像增强、分割、识别和理解等一系列数字化处理后 ,将每一个颗粒的大小和其中心位置由计算机自动判别。研究了实验各个环节对判别结果的影响 ,开发了可用于颗粒两相流 PIV测量的图像处理软件 ,颗粒识别率达到 85 %以上 ,颗粒中心定位精度达 1～ 2个象素     

在线图像铁谱仪的硬件系统设计

为能同时分析特征大磨粒形态以及遮光面积百分比数据,以诊断被监测机器的磨损状态,将互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、数字信号处理器(DSP)技术、复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术应用到在线铁谱分析中,以此为基础研制了在线图像铁谱仪,实现了沉积磨粒图像的在线采集与自动识别。结果表明,使用该仪器可成功地采集到包含特征大磨粒的铁谱图像。对试验图像数据的分析证明了该仪器能较好地满足在线磨损监测的要求。     

生物显微图像分析与处理研究

介绍了显微图像分析与处理的研究概况及其在生物学中的应用;阐述了显微图像拼接、阿达玛变换显微图像分析、显微图像的快速存储和重现、基于分形参数的中药材显微图像纹理分析和肿瘤细胞显微图像处理与识别系统等生物显微图像的分析与处理技术;对计算机在显微图像分析和处理中的应用前景进行了讨论。     

单个活细胞图像分析系统的研制与应用

单个活细胞分析是生命科学领域的研究热点之一，按照单个活细胞分析的特殊要求，利用PI公司MicroMAX-5MHz-782Y型致冷CCD，研制了高性能数字图像系统，其具有高灵敏度、高时空分辨率、高精度等优点。建立了动态图像分析技术，适于半透明生物试样的三维重建技术等显微图像分析方法，并在单粒子追踪、脉冲电场刺激下鸡胚小脑粒细胞内Cn^2＋浓度空间分布测定等实验中得到了成功应用。实践证明，该系统比较适合单个活细胞的图像分析。