固體核徑跡圖像測量關鍵技術研究.pdf

1、隨著國內對環(huán)境監(jiān)測和保護力度的增強，綜合運用現(xiàn)代圖像處理技術和光學技術，基于機器視覺的高精度的核徑跡圖像測量方法，得到更加廣泛的應用。
　　本文全面系統(tǒng)的介紹了核徑跡圖像測量的原理、發(fā)展水平及其在核輻射監(jiān)測等領域的應用前景，在綜合研究核徑跡圖像測量技術發(fā)展成果，詳細分析影響核徑跡圖像測量精度因素的基礎上，研究建立了一套固體核徑跡圖像濾波、圖像增強校正、邊緣分割和識別的圖像測量技術和方法，解決了在核徑跡圖像測量中出現(xiàn)的圖像模糊、變形

2、和重疊等現(xiàn)象，提高核徑跡圖像測量的精度和效率，并完成相關的實驗工作。完成的主要工作內容如下:
　　1、通過分析核徑跡圖像產生噪音和不均勻亮度的原因，針對常用圖像分割算法在重疊粘連的核徑跡中容易產生過分割的現(xiàn)象，根據(jù)核徑跡圖像特點，改進了圖像去噪、增強和分割算法，確定了核徑跡圖像預處理過程:首先，采用局部直方圖均衡等方法處理圖像亮度不均勻;然后，用形態(tài)學濾波平滑圖像和填充核徑跡中心的孔洞;最后，利用OTSU方法或改進的分水嶺分割算法

3、完成核徑跡圖像分割。為圖像識別奠定了良好的基礎。
　　2、針對核徑跡圖像主要識別的橢圓目標，利用橢圓中心幾何特征，改進了Hough變換橢圓檢測方法，在二維空間里完成了Hough變換的計算，減少Hough變換的計算量，完成了核徑跡圖像在像素級別的參數(shù)測量工作。
　　3、隨著現(xiàn)代圖像識別技術的發(fā)展，核徑跡圖像識別方法必然由像素級別走向亞像素級別。本文分析了多種圖像目標亞像素提取方法，基于最小二乘橢圓曲線擬合的原理，結合隨機和均方

4、根的概念，改進了最小二乘橢圓曲線擬合法算法，實現(xiàn)橢圓參數(shù)在圖像亞像素級別的測量。
　　4、針對核徑跡圖像重疊粘連嚴重影響測量精度問題，根據(jù)徑跡圖像的徑跡種類少、形狀相似和數(shù)量大的特點，提出基于形狀匹配和受控腐蝕的重疊核徑跡分離方法。基本原理是利用非重疊核徑跡來識別和分離重疊粘連核徑跡。該方法結合形狀匹配和受控形態(tài)學的優(yōu)點，使用形狀匹配識別徑跡，二次受控腐蝕操作分離重疊的核徑跡。該方法基本流程是首先檢測沒有重疊的核徑跡，并以徑跡的面

5、積和圓形度作為形狀特征，進行分類;然后，使用分類的粒子徑跡圖像作為模板構造結構元素，對重疊粒子徑跡顯微圖像進行二次受控腐蝕操作，分離重疊的徑跡圖像;最終，形成按照每種粒子徑跡分類的分類圖像，消除徑跡重疊粘連對圖像測量的影響。實驗結果表明，形狀匹配和受控形態(tài)學結合能有效分割粘連徑跡和準確有效地統(tǒng)計核徑跡的數(shù)量。
　　5、仔細分析了自動聚焦運動過程中影響聚焦精度的各種因素后，針對顯微鏡自動聚焦運動系統(tǒng)的反向回程間隙對自動聚焦的影響較大

6、的問題，提出基于圖像清晰度評價函數(shù)變化率的變步長的自動調焦控制策略，通過精調階段的小步長減少反向運動的次數(shù)，實現(xiàn)粗調與精調相結合的快速精確自動聚焦。粗聚焦階段以大步長進行粗略調焦，達到快速聚焦目的。精聚焦階段以小步距精確調焦，減少反向調整運動，達到了精確聚焦的目的。
　　6、針對由傾斜所導致顯微圖像的變形和測量精度下降問題，提出了一種基于改進的激光三角法的顯微圖像傾斜實時測量方法。其基本思路是使用多束平行光改進傳統(tǒng)的激光三角法，實