膨体聚四氟乙烯微孔滤膜孔结构的扫描电镜图像解析

由拉伸法制得的膨体聚四氟乙烯(e PTFE)微孔滤膜,其孔结构与其他高分子材质膜截然不同.运用扫描电镜(SEM)图像解析方法描述纤维化的PTFE分子和相互连接的PTFE积聚分子结点,膜的孔性能分别以数字量化的参数: LF、WF、LN、WN、AN表示.测试结果与一般微孔滤膜常用泡压滤速法测定表示孔性能的表观密度和孔隙率有对应关系,说明SEM图像解析可作为表征e PTFE膜孔结构的方法之一.此外,图像解析还可显示原料PTFE分子量和机械操作中的拉伸比对生产的e PTFE膜孔结构的影响.     

旋风分离器固体颗粒浓度三维电容层析成像分布

本文采用12电极电容传感器测量得到旋风分离器锥体部分的电容信号,利用线性逆反推算法得到断面固体颗粒的二维浓度分布。基于二维断面浓度分布,采用电容三维图像重建算法,得到锥体部分的三维颗粒浓度分布。图像重建结果与旋风分离器实际运行状况和数值计算结果吻合,说明电容层析成像及三维图像重建方法的准确性和可行性。     

基于内窥图像畸变校正的孔内表面尺寸测量方法

针对孔内表面缺陷尺寸测量难的问题，提出一种内窥图像校正方法以实现孔内表面尺寸测量。根据内窥成像原理，在考虑应用场景几何约束的情况下，将图像畸变分解为周向畸变和轴向畸变，将校正模型中的参数简化为图像中心坐标和一个非线性增长函数，进而提高了内窥镜图像边缘区域的校正精度。采用Hough变换和图像像素标定的方法得到相关参数，为克服轴向校正对标定结果的依赖，采用神经网络算法拟合包含像素相对位置和孔径的轴向校正函数。实验结果表明，基于像素标定的6组实验的平均测量误差为1.95%，准确度高。对于不具备标定条件的孔内表面缺陷，采用轴向校正函数进行校正和测量，3组实验的平均测量误差为6.75%，结果较为理想。所提出的校正方法通用性好、准确率高，可用于孔类零件及管道的自动化检测和智能检测。     

PIV技术在气体界面不稳定性实验研究中的应用

采用粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,以乙二醇烟雾作为示踪粒子,实验测量了平面激波作用下SF6气柱-空气界面Richtmyer-Meshkov不稳定性演化图像和二维速度场.测量结果揭示了不稳定性流场的典型特征和细微结构,与高速摄影和数值模拟结果符合,说明建立的PIV技术适...     

深度神经网络和高光谱显微图像的二维材料纳米片识别

近年来,二维材料由于其独特的性质而受到了广泛关注。在制备二维层状晶体的各种方法中,机械剥离法获得的薄层二维材料晶体质量高,适用于基础研究及性能演示。然而用机械剥离法从衬底上获得的材料具有一定的随机性,可能包含了少许相对较厚的部分。实现对这些二维薄层材料有效、快速且智能化的表征有利于促进二维材料性能的进一步研究。提出了一种基于深度学习的表征方法,通过搭建的编解码结构的卷积神经网络语义分割算法,可以根据光学显微镜图像进行分割和快速识别二维材料纳米片。卷积神经网络作为深度学习在图像处理领域中的典型算法,能够对光学显微镜图像中的复杂信息进行特征提取。首先采用机械剥离制备MoS₂纳米片样本,通过光学显微镜采集高光谱图像并对样本进行标记,根据样本的厚度范围标记出不同的区域,对标记后的图像进一步处理,包括图像的颜色校准和剪切操作,得到用于网络训练和测试的数据集。针对光学图像中二维纳米薄片存在的低对比度、碎裂等特点,编码时加入残差结构和金字塔池化模型,有助于特征信息的提取;解码时融合编码路径中提取的浅层特征信息,以提高网络分割精度。实验中采用带权重的交叉熵损失函数解决类别数量不平衡问题和采用数据增强扩大数据集。对训练后的网络测试结果表明,模型像素精度为97.38%,平均像素精度为90.38%,均交并比为75.86%。之后通过迁移学习成功地对剥离的单层和双层石墨烯纳米片样本进行了识别,均交并比达到了81.63%,表明该方法具有普适性。通过MoS₂和石墨烯纳米片的识别演示,实现了深度学习在二维材料的光学显微镜图像中的成功应用。该方法有望在更多的二维材料上得到扩展并突破自动动态处理光学显微镜图像的问题,同时为其他纳米材料的高光谱图像处理提供参考。     

图像复原处理方法在显微测量LiNbO3表面缺陷中的应用

研究了图像复原处理在显微测量中的应用。在实测系统点扩展函数的基础上,首先利用图像复原方法对显微图像进行复原处理,然后用二维处理方法实现对缝宽的精确显微测量。实现了在普通光学显微镜下铌酸锂(LiN- bO_3)极化畴结构样品缺陷大小的便捷测量。     

表面粗糙度干涉图像处理中的阈值优选

提出用于表面粗糙度自动干涉法测量过程中的一种有效的白光干涉图像阈值分割方法，分割后的二值图像经过干涉条纹边界线萃取后得到的被测表面输廓波形和表面粗糙度参数的计算结果与高精度ＴＡＬＹＳＵＲＦ６型表面粗糙度测量仪的测量结果十分吻合，此种图像分割方法同样也适用于粗糙表面激光干涉图像的二值化分割。     

基于角度交会的二维坐标图像测量系统

针对基准平面障碍物检测定位问题,设计了一种采用角度交会法测量二维坐标的嵌入式图像检测系统。二维坐标测量系统采用双线法标定线阵CCD图像传感器,并采用角度交会法对被测对象进行坐标计算,从而测得未修正的二维坐标测量结果。采用控制变量法分别测量X轴和Y轴坐标,使用Matlab软件对数据进行处理,并对X轴和Y轴测量误差分别进行多项式线性拟合,进而得到坐标修正公式,修正的二维坐标误差明显变小。实验结果表明：基于角度交会的二维坐标图像测量系统能够实时、准确、快速和可靠地测量二维坐标,为基准平面障碍物二维坐标测量定位提供了一种可行的方案,具有一定的应用价值和意义。     

图像传输方法测量海水的点扩展函数

海水水体的点扩展函数（PSF）及光学传递函数（OTF）描述了海水中光或图像传输的性质,是研究海水光学性质及水下图像系统的基本参数。探讨了用图像传输的理论测量海水点扩展函数或光学传递数的方法,在实验室中建立了一套测量和计算系统;对不同长度的散射水体进行了测量,得到了一维和二维的海水点扩展函数曲线,测量结果与理论分析相符合。     

泡膜半径法测量液体表面张力

根据泡膜半径与液体表面张力系数所满足的函数关系进而测量液体表面张力系数,实验中利用U型管测量泡膜相对内压并通过电脑对泡膜的图像采集来测量泡膜半径,实验设计新颖独特,实验结果准确,且有利于提高学生的物理思维及对电子设备的使用能力。     

利用二维属性直方图的最大熵的图像分割方法

提出二维属性直方图的概念。它是一种由先验知识约束的二维直方图,可以使一些图像处理方法得到简化和变得可行。在此基础上提出一种基于二维属性直方图的图像分割方法。该方法步骤是构造图像的属性集,确定相应的二维属性直方图,然后利用二维属性直方图的最大熵法确定灰度阈值。为了说明该方法的性能,将其用于一种海底小目标图像分割。同时,也使用一维属性直方图的最大熵分割法。结果表明该方法比一维属性直方图的最大熵法抗干扰性更强,分割效果更好。二维属性直方图的概念具有理论意义与应用价值。该方法适用于图像有某种先验知识的场合。     

离散Arnold变换改进及其在图像置乱加密中的应用

为了改善传统二维Arnold变换用于图像置乱加密的效果,提出了离散Arnold变换的改进方法,并将其用于图像置乱加密测试研究.该方法利用现有离散标准映射的构造思想,将传统离散二维Arnold变换表达式中第一个变换表达式所对应变换结果非线性融入第二个变换表达式,实现经典离散二维Arnold变换的非线性去拟仿射化修改,以便快速改善图像置乱加密效果.数学证明改进方法不再保持现有离散二维Arnold变换所具有的拟仿射不变性,但是改进变换仍是一种具有周期性的可逆映射,将其用于图像置乱加密时,利用其周期性或逆变换能恢复置乱前原图像.大量实验结果表明,本文所建议的改进方法是有效的,相比现有的离散Arnold变换更具有实用价值意义.     

基于锥形透镜的光线入射角度测量系统设计与研究

为测量光线入射角度，设计了一种基于锥形透镜的新型光线入射角度测量系统。利用光阑、锥形透镜和图像接收装置，获取待测光线通过光阑射入锥形透镜后经过多次的折射和反射，在图像接收装置上得到的复杂光斑图像，通过图像处理得到光斑图像特征信息，进而求解光线入射角度。采用锥形透镜的测量方案，角度测量范围可达80°，精度最高可达 (1×10?4)″。该方案结构简单、体积小且不需要进行繁琐的安装调试。与现有的单光点测量等方法相比，该方案中锥形透镜具有角度放大作用，可大幅度提高测量精度且具有大视场；图像传感器像素分辨率对测量结果影响较小，系统光通量大，容易获得较高的信噪比。     

齿形链板的图像测量

针对齿形链链板的几何参数及圆度提出了一种基于CCD图像的测量方法。在一个系统中实现了尺寸和形状的非接触测量。首先对CCD采集的齿形链链板进行降噪处理,然后用二值化方法分割图像,最后提取图像边缘。在测量尺寸时,使用自编程序计算测量链板的孔径、两直边的夹角、节距,并用最小二乘圆法对圆度误差进行了评定。节距、两直边夹角和圆度误差分别为0.007mm,0.473°和8.4μm,分析了测量误差的原因。实验表明,用该方法对齿形链链板的几何尺寸测量和圆度误差评定是可行的。     

小波变换在二维图像背景处理中的应用

利用小波变换能结合空域和频域进行滤波的特点，对二维CCD信号进行滤波处理，得到了较好的结果。在二维单光斑图像处理中，通常待处理的图像是离散的二维数缈其中包含有信号和背景，由于已知图像的内容为单光斑，因此，可以通过窗口滤波的形式对图像变换的小波系数进行处理，实现滤除噪声，保留信号的功能。     

子波面扫描法长焦距透镜波面检测系统研究

大口径长焦距透镜的波面检测目前仍没有一种行之有效的方法。为解决此问题,结合塔尔博特效应、叠栅条纹检测等现有技术手段,提出一种通过子孔径波面二维扫描对长焦距大口径透镜进行波面检测的新方案,并改进传统测量光路,兼顾测量精度和工程化,完成测量样机的研制。该方案通过子孔径波面二维扫描的方法获取子波面斜率,再通过以泽尼克多项式为基底模型、奇异值分解的模式法重构波面。经与WYKO激光干涉仪测量结果比较验证,测量方案正确可靠,测量样机能够应用在实际测量中。     

航空图像高分辨率放大的小波方法研究

航空图像由于航空CCD相机距景物较远,所以图像分辨率较低。为了获得较高分辨率的数字图像,传统的方法就是要对原数字图像进行插值放大。提出了一种基于二维离散小波的图像放大方法,与传统插值方法相比,此方法既放大了图像、提高了分辨率,同时又保持了原始图像的细节特征。从实验结果来看,此方法是一种较好的提高航空图像分辨率的方法。     

基于灰度空间相关性的双谱微光图像融合方法

图像的灰度空间相关性可以反映图像的清晰度，而图像融合的主要目的之一就是改善图像的清晰度.根据微光全波图像和微光短波图像的光谱特点，在分析微光全波图像和微光短波图像的一维灰度直方图及二维灰度空间相关性图的基础上，提出了一种新型的基于灰度空间相关性的图像融合方法.该融合方法由基于标准偏差的灰度调制和灰度统计平衡两部分实现，同灰度调制融合法及谱域融合法比较，此方法能够有效地改善图像的清晰度，同时便于硬件实现.文中详细阐述了该融合方法的理论公式，并分析了其在不同场景时的实验结果. 关键词： 图像融合 微光全波图像 微光短波图像 灰度空间相关性     

硅V型槽表面形貌的OCT可视化测量

介绍了一种硅V型槽表面形貌测量的可视化方法,分析了谱域OCT的测量原理。利用谱域OCT实验测量系统进行了硅V型槽的成像实验,得到了硅V型槽的二维层析图像;通过分析二维层析图像,获取了硅V型槽的结构尺寸,实现了硅V型槽表面形貌的高精度可视化测量。     

X射线成像技术在医学中应用

文章介绍了在医学中广泛应用的二维X射线摄影屏一胶片系统及三维计算机断层扫描成像技术。并对二维X射线摄影技术的发展，例如数字减影血管造影（DSA），计算机放射成像（CR）和直接数字化X射线摄影（DR）以及三维成像新技术，如螺旋计算机断层扫描技术（螺旋CT），正电子发射体层／多层螺旋CT图像融合扫描装置（简称PET-CT）和相位衬度成像技术的原理和应用作了简单描述。医学图像后处理是现代医学图像设备不可或缺的组成部分，先验医学知识的融入使现代图像设备具有辅助诊断的能力。