工件粗糙度在线检测的试验研究

采用分形几何与图形图像学等交叉学科理论,基于分形布朗函数,本文提出了用于描述工件表面粗糙度的灰度图像自仿射维数计算新方法。在提出上述理论的基础上,采用高速摄像机拍摄工件车削的实时过程,计算工件的灰度图像自仿射维数,评估不同时刻工件表面粗糙度变化,进而提出可实现在线检测工件表面粗糙度的新技术。研究显示：(1)工件表面图像揭示了其表面存在清晰可见的切痕和纹理,但粗糙度不大,同时计算出的对应灰度图像自仿射维数较小,这与描述表面粗糙度的维数定义是吻合的,因而,灰度图像自仿射维数能很好地描述工件表面的粗糙度特征。(2)在初始车削不稳定状态时,灰度图像自仿射维数较大,灰度图像自仿射维数随着进刀量增加而增大,这些结论与传统检测技术所得结论是一致的,由此充分表明,本文所提的灰度图像自仿射维数计算理论是正确的,基于该理论所提的在线检测技术也是实用可行的。     

一种基于特征分解的图像融合方法

一幅图像可以分解成几何特征不同的纹理部分和卡通部分,基于这两大特征提出了一种图像融合方法.利用卡通和纹理特征的差异,通过学习分别得到卡通字典和纹理字典.在融合过程中,分别利用特定的卡通和纹理字典对源图像的卡通和纹理部分进行融合,融合后的卡通和纹理部分经简单相加得到融合图像.实验结果表明,所提方法是有效的.     

PGAI瞬发伽玛射线活化成像技术理想化模型的模拟

为了讨论PGAI技术分析的准确性,并验证冷中子和热中子应用于PGAI技术的可行性,通过蒙特卡罗模拟计算软件对PGAI技术理想化模型进行了研究,采用高准直的冷中子及热中子束和高纯锗探测器,对一块5 cm× 5 cm×1 cm均匀铁单质样品进行了模拟计算及图像重建,选取的等效体积大小为1 cm×1 cm×1 cm。结果显示：两种能量中子可以用于PGAI技术实现元素分布测量,但无论使用何种能量中子,由于物料体效应带来的中子自屏效应、中子散射效应以及伽马射线自吸收作用,即便在对均匀单质样品进行测量时,图像重建结果也无法保证各位置元素响应的一致性。因此,在后续工作中,需理清PGAI物理机制,建立相应的修正模型。     

用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像

对层析粒子图像测速(PIV)技术中示踪粒子成像部分进行理论分析,并结合真实风洞的相应参数,通过搭建模拟粒子成像平台的方法来进行研究。设计了一套体积为80 mm×100 mm×100 mm的激光照明系统,以提供粒子场的入射光强。建立了示踪粒子的三维成像模型,从而得到层析PIV系统的模拟图像。分析了影响PIV系统成像质量的相关因素。在单像素粒子数为0.007 7的情况下,通过真实粒子图像和模拟粒子图像比较,验证了该方法的正确性。     

H++CO2散射在30电子伏能量下电荷转移和非电荷转移的非绝热分子动力学模拟

在大气化学、天体物理学和癌症质子疗法中都涉及到高能H⁺+CO₂散射反应.本文在最简电子-核动力学（SLEND）基础上系统研究在30 eV下的H⁺+CO₂散射.SLEND用经典力学描述核,用单行列式Thouless波函数描述电子.本文模拟了CO₂在42个取向共3402条轨线,为理解H⁺+CO₂散射中的各个反应过程和机制提供了系统描述：非电荷转移散射（NCTS）,电荷转移散射（CTS）和C=O双键的断裂,这些关于反应的有用信息不能完全从实验中获取.本文提供了散射的详尽细节,包括随CO₂取向不同主彩虹角和次彩虹角的出现和合并.SLEND NCTS和CTS的微分散射截面通过高等半经典方法计算,显示NCTS散射截面对所有散射角都同实验符合得很好,而CTS散射截面只大散射角时同实验结果符合得很好而在小角散射时稍差.无论是CTS还是NCTS SLEND都预言了主彩虹角的特征,这同实验完全一致.     

基于高光谱成像的核桃仁品质检测与分类方法

采用光谱与图像相结合,实现了核桃仁蛋白质和脂肪含量预测及基于完整度和色泽的核桃仁外观品质分级。选用新疆\"温185\"核桃仁,采集了862.9～1704.02 nm和382.19～1026.66 nm范围高光谱图像。采用多元散射校正(MSE)和标准正态化(SNV)方法进行预处理后,通过竞争性自适应重加权采样算法与相关系数法,对核桃仁样品的蛋白质含量、脂肪含量、总色差3个参数进行了特征波段筛选。通过偏最小二乘回归(PLSR)算法建立了全光谱波段与特征光谱波段的蛋白质和脂肪含量预测模型,与全光谱波段相比,蛋白质含量特征波段预测模型的验证集决定系数(R²)由0.66增长到0.91,均方根误差(RMSEP)由1.37%下降到0.78%;脂肪含量特征波段预测模型的验证集R²由0.83增长到0.93, RMSEP由0.98%下降到0.47%。在外观品质方面,采用全光谱波段、RGB光谱波段、总色差特征光谱波段为输入,采用决策树、K近邻和支持向量机算法建立了核桃仁外观品质分类模型。通过对比发现,采用总色差特征波段建模,可大幅减低冗余信息的干扰,同时分类准确率也高...     

彩虹圈下落过程的动力学分析及实验验证

静止垂直悬挂的彩虹圈,在上端释放后,与一般物体自由下落不同,其底端保持悬空不动,上端如多米诺骨牌般依次往下收缩直至低端,塌缩到最小长度才开始整体做落体运动.针对彩虹圈下落的有趣现象,建立了静态模型和动态模型,利用动力学原理进行详尽分析,并进行实验测量,所得实验结果与理论计算结果符合得很好,误差不超过1％.从物理上解释了...     

浅析电解质中离子输运的微观物理图像

解析离子在电解质中的输运特征所表现出的微观物理图像,对于调控离子传导行为具有重要的指导意义.本文系统总结了离子在液态、有机聚合物和无机固态电解质中的离子输运物理图像及其影响因素,通过分析各种输运物理模型并比较三类电解质中的离子输运机制,提炼出勾勒离子输运物理图像的相关描述因子.输运介质的物理形态从连续流体到柔性载体再到刚性骨架的演变过程中,离子输运图像由各类电解质的固有属性与外部条件共同刻画,其中介质无序性占据主导作用.揭示电解质结构和离子电导率及输运过程等动力学行为之间的科学规律,有利于发展基于离子输运微观物理图像的传导离子动力学性能调控方法.     

基于U-Net的盐体识别方法

卷积神经网络在计算机视觉领域取得重大突破,利用其强大的图像处理能力,将地下沉积盐体的识别问题转化为图像语义分割问题,应用深度卷积神经网络实现盐体地震图像的像素级语义分割.本文在U-Net基础上,增加网络深度并同时引入批归一化和Dropout处理,使得神经网络模型具有更高的可信度和更强的泛化能力.通过实验发现,在卷积层之后引入批归一化处理,并在池化层和叠加层之后引入Dropout可以稳定提升模型对盐体图像的分割性能.     

强火光中图像拍摄技术研究

对串联战斗部一级战斗部装药燃烧的火光进行近紫外波段光谱分析,选取了310 nm～320 nm作为高速摄像机拍摄窗口,并采用窄带滤波器过滤掉拍摄窗口之外的其他光谱,使用激光辅助照明设备对火光中的物体在320 nm处进行照明,较为清晰地拍摄到了强火光中的物体图像,并进一步通过串联战斗部穿靶试验,验证了系统的科学和有效性.