显微目标信息融合与调光自动化技术研究
|
摘要
本文主要研究DMAS系统的景深约束和调光自动化问题，以及为了集成和发展DMAS而开发的显微目标实时分析系统。本文主要开展了以下几方面的研究工作。
1．自动调光系统研究：由于在DMAS系统在放大倍数切换和成像的过程中，显微镜光源强度给CCD的成像质量带来了很多问题，为此我们研发了基于图像对比度方差的显微镜自适应调光系统。
2．磨粒的图像融合技术研究：针对DMAS系统中高倍物镜下存在的景深约束和磨粒三维分析测量等问题，我们采用磨粒显微图像序列信息融合来解决，分别在空域和小波变换后的频域内开展融合效果对比研究，以及对后续图像处理和模式识别的改善等研究；并且提出了基于显微镜三维平台和磨粒图像序列信息融合的磨粒三维分析测量方法。
3．显微目标实时分析系统研究：由于DMAS中存在一些问题以及为了集成颗粒计数器、自动质谱仪和DMAS系统，我们初步开发了显微目标实时分析系统。
In this paper, the depth of field and automatic adjusting-lighting of Debris Monitoring and Analysis System (DMAS) are introduced in detail, and we design the real-time Analysis system of Micro object in order to integrate and develop the DMAS. Based on the engineering background, the main research work is introduced as followings:
1. The designing of automatic adjusting-lighting system: Because the intensity of light brings about the problem of image of CCD, we design the system based on the variance of debris-image contrast.
2. The research of multi-focus debris-image fusion based on information fusion: In microscope, only a thin object can be seen distinctly. For the sake of the whole object is in sight, a multi-focus debris-image fusion algorithm is put forward in this paper, and it is researched in airspace and wavelet transform; we analyze improvement of this fusion algorithm in image-processing and pattern recognition. Further, the system of measuring of debris based on debris-image processing is put forward.
3. The real-time analysis system of Micro object: Because of some problems in DMAS and integrating particle counter and DMAS, the real-time analysis system of Micro object is designed.
1．自动调光系统研究：由于在DMAS系统在放大倍数切换和成像的过程中，显微镜光源强度给CCD的成像质量带来了很多问题，为此我们研发了基于图像对比度方差的显微镜自适应调光系统。
2．磨粒的图像融合技术研究：针对DMAS系统中高倍物镜下存在的景深约束和磨粒三维分析测量等问题，我们采用磨粒显微图像序列信息融合来解决，分别在空域和小波变换后的频域内开展融合效果对比研究，以及对后续图像处理和模式识别的改善等研究；并且提出了基于显微镜三维平台和磨粒图像序列信息融合的磨粒三维分析测量方法。
3．显微目标实时分析系统研究：由于DMAS中存在一些问题以及为了集成颗粒计数器、自动质谱仪和DMAS系统，我们初步开发了显微目标实时分析系统。
In this paper, the depth of field and automatic adjusting-lighting of Debris Monitoring and Analysis System (DMAS) are introduced in detail, and we design the real-time Analysis system of Micro object in order to integrate and develop the DMAS. Based on the engineering background, the main research work is introduced as followings:
1. The designing of automatic adjusting-lighting system: Because the intensity of light brings about the problem of image of CCD, we design the system based on the variance of debris-image contrast.
2. The research of multi-focus debris-image fusion based on information fusion: In microscope, only a thin object can be seen distinctly. For the sake of the whole object is in sight, a multi-focus debris-image fusion algorithm is put forward in this paper, and it is researched in airspace and wavelet transform; we analyze improvement of this fusion algorithm in image-processing and pattern recognition. Further, the system of measuring of debris based on debris-image processing is put forward.
3. The real-time analysis system of Micro object: Because of some problems in DMAS and integrating particle counter and DMAS, the real-time analysis system of Micro object is designed.
引文
[1]李艳军，左洪福，吴振锋，于辉，显微观测技术的新进展及其应用．光学仪器，2002(2)：1～6
[2]孙业英，陈南平主编．光学显微分析．北京：清华大学出版社，1996
[3]B．A．帕诺夫，安特列夫著．显微镜的光学设计与计算．北京：机械工业出版社，1982
[4]谷祝平编著．光学显微镜．甘肃：甘肃人民出版社，1984
[5]陈宗简，李良德，阮志成编．金相显微镜．北京：机械工业出版社，1982
[6]姜宏钟．显微镜镜外光源的改进和安装．思茅师范高等专科学校学报，1999(15)：50～52
[7]沈彬，张春平，李加，李宁，张光寅．新的生物医学成像技术—光学相干显微术及其应用．光电子激光，1998(2)：172～175
[8]罗振坤，王秋华．共焦激光扫描显微镜技术进展．光学技术，1994(6)：32～36
[9]左洪福编著．发动机磨损状态监测与故障诊断技术．北京：航空工业出版社，1995
[10]霍霞，吕建勋，杨仁东，李振州，魏蔚霞，郑小红，涂伟娴，肖志贤，张凤玲，激光共聚焦显微镜与光学显微镜之比较．激光生物学报．2001(10)：131～134
[11]L．N．玛格纳著，李难等译．生命科学史[M]．武汉：华中工学院出版社，1985：194～213
[12]王云五．中山自然科学大辞典[M]．台湾：商务印书馆出版社．1974
[13]姚骏恩．创造探索微观世界的有力工具—今年诺贝尔物理学奖获得者的贡献[N]．中国科技报．1986-12-08(3)
[14]G Binning, H Rohrer. Surface studies by scanning tunneling microscope[J]. Phys. Rev.Lett. 1982, 49(1): 57
[15]Tsukada M, Kobayashi K, Ohnishi S. Firstprinciples theory of the scanning tunneling microscopy simulation [J]. JVac Sci Technol, 1990. A8(1): 160
[16]孙润广．扫描隧道显微镜及其在生命科学研究中的应用[J]．陕西师范大学学报．1999，27(1)：39～46
[17]G Binning, C F Quate, Ch Gerber. Atomic force microscopy [J]. Phys. Rev. L ett.1986, 56(9): 930
[18]Sarid D. Scanning force microscope[M]. New York:Oxford University Press, 1991
[19]Martin Y, etal. Atomic force microscope-force mapping and profiling in a sub 100-Ascale [J]. JAppl Phys, 1987
[20]梁作舟等．扫描隧道显微镜的发展史[J]．广西物理，1995，16(5)：93～96
[21]赵新灿．显微图像采集与智能诊断研究：[硕士论文]．南京：南京航空航天大学，2001
[22]左洪福，吴振锋，陆海勤等．DMAS智能化铁谱分析系统及其应用．南京航空航天大学学报，1999(增刊)：1～6
[23]刘巽亮编著．光学视觉传感．北京：中国科学技术出版社，1998
[24]Panasonic公司编．WV—CP460彩色闭路监控摄像机说明书．2000
[25]邹异松，刘玉凤，白廷柱著．光电成像原理．北京：北京理工大学出版社，1997
[26]广州光学仪器厂编．L2020A双色(透反射)显微镜使用说明书．1998
[27]Don Anderson著．USB系统体系．北京：中国电力出版社，2001
[28]许永和编著．USB外围设备设计与应用．北京：中国电力出版社，2002
[29]刘丁，毛德柱，王云飞．USB在数据采集中德应用．自动化与仪器仪表，2000(3)：157～160
[30]黄维柱，徐军．通用串行总线USB 2000
[31]李圣怡，戴一帆，王宪平著 Windows 环境下软硬件接口技术．国防科技大学出版社，2000
[32]Chris Cant著，孙义等译，Windows WDM设备驱动程序开发指南．机械工业出版社．2000
[34]陈果，左洪福．彩色磨粒图像自动分割技术．信号处理，2001(5)：449～453
[34]徐建华编著．图像处理与分析．北京：科学出版社，1992
[35]李树涛，王耀南，张昌凡．基于视觉特性的多聚焦图像融合．电子学报，2001(29)：12～16
[36]刘同明，夏祖勋，解洪成．数据融合技术及应用．北京：国防工业出版社，2000
[37]阮秋琦．数字图像处理学．北京：电子工业出版社，2001
[38]崔岩梅，倪国强，王毅等．一种基于小波变换的多尺度多算子图像融合方法．光学技术，1999(4)
[39]蒲恬，方庆，倪国强．基于对比度的多分辨图像融合．电子学报，2000(28)：12～15
[40]姚天任，孙洪编．现代数字信号处理．武汉：华中理工大学出版社，1999
[41]周耀华，汪凯仁编著．数字信号处理．上海：复旦大学出版社，1991
[42]陆宏波，施惠昌．基于小波变换的图像融合方法．微电子与基础产品，2001(27)
[43]陈勇，皮德富，周士源，顾东升．基于小波变换的红外图像融合技术研究．红外与激光工程，2001(30)：357～361
[44]张兆礼，赵春晖，梅晓丹编．现代图像处理技术及Matlab实现．人民邮电出版社，2001
[45]吴秀清，周蓉，席育孝．采用小波变换的图像数据融合方法及实现．小型微型计算机系统，2000(21)：833～835
[46]陈武凡主编．小波分析及其在图像处理中的应用．北京：科学出版社，2002
[47]张宜华，史惠康编．精通Matlab5．北京：清华大学出版社，1999
[48]孙辉，阎敬文，张圣华．基于双正交子波变换的遥感图象编码方法．长春邮电学院学报，1997(15)：13～16
[49]胡昌华，张军波，夏军，张伟编著．基于Matlab的系统分析与设计—小波分析．西安：西安电子科技大学出版社，1999
[50]谢永华，傅德胜．基于小波变换的多源遥感图像的信息融合．遥感技术与应用，2001(16):260～263
[51]Xu Peixia,Sun Gongxian.Wavelet analysis and application In-stances.[M]Press of USTC,Aug.1996(徐佩霞、孙功宪．小波分析与应用实例．[M]合肥．中国科学技术大学出版社．1996)
[52]Kenneth R,Castleman.Digital image processing,[M]Prentice Hall,Inc.1996
[53]Mallat S.A theory for multiresolution signal decomposition.[J]The Wavelet
Representation IEEE Transactions on Pattern Anal-ysis and Machine Intelligence,Vol.11,No.7,674～693,Aug.1989
[54]美]Kenneth.R.Catleman著，朱志刚，林学訚，石定机等译．数字图像处理．北京：电子工业出版社，1998
[55]张艳，李晓雷，周文新．磨粒形貌三位图像分析技术的发展趋势．润滑与密封，2001(1)：60～62
[56]李成贵，李行善，强锡富．三维表面微观形貌的测量方法．宇航计测技术，2000(4)：2～10
[57]吴振锋，左洪福，杨忠．磨损颗粒显微形态学特征参数量化描述体系．交通运输工程学报，2001(1)：115～119
[2]孙业英，陈南平主编．光学显微分析．北京：清华大学出版社，1996
[3]B．A．帕诺夫，安特列夫著．显微镜的光学设计与计算．北京：机械工业出版社，1982
[4]谷祝平编著．光学显微镜．甘肃：甘肃人民出版社，1984
[5]陈宗简，李良德，阮志成编．金相显微镜．北京：机械工业出版社，1982
[6]姜宏钟．显微镜镜外光源的改进和安装．思茅师范高等专科学校学报，1999(15)：50～52
[7]沈彬，张春平，李加，李宁，张光寅．新的生物医学成像技术—光学相干显微术及其应用．光电子激光，1998(2)：172～175
[8]罗振坤，王秋华．共焦激光扫描显微镜技术进展．光学技术，1994(6)：32～36
[9]左洪福编著．发动机磨损状态监测与故障诊断技术．北京：航空工业出版社，1995
[10]霍霞，吕建勋，杨仁东，李振州，魏蔚霞，郑小红，涂伟娴，肖志贤，张凤玲，激光共聚焦显微镜与光学显微镜之比较．激光生物学报．2001(10)：131～134
[11]L．N．玛格纳著，李难等译．生命科学史[M]．武汉：华中工学院出版社，1985：194～213
[12]王云五．中山自然科学大辞典[M]．台湾：商务印书馆出版社．1974
[13]姚骏恩．创造探索微观世界的有力工具—今年诺贝尔物理学奖获得者的贡献[N]．中国科技报．1986-12-08(3)
[14]G Binning, H Rohrer. Surface studies by scanning tunneling microscope[J]. Phys. Rev.Lett. 1982, 49(1): 57
[15]Tsukada M, Kobayashi K, Ohnishi S. Firstprinciples theory of the scanning tunneling microscopy simulation [J]. JVac Sci Technol, 1990. A8(1): 160
[16]孙润广．扫描隧道显微镜及其在生命科学研究中的应用[J]．陕西师范大学学报．1999，27(1)：39～46
[17]G Binning, C F Quate, Ch Gerber. Atomic force microscopy [J]. Phys. Rev. L ett.1986, 56(9): 930
[18]Sarid D. Scanning force microscope[M]. New York:Oxford University Press, 1991
[19]Martin Y, etal. Atomic force microscope-force mapping and profiling in a sub 100-Ascale [J]. JAppl Phys, 1987
[20]梁作舟等．扫描隧道显微镜的发展史[J]．广西物理，1995，16(5)：93～96
[21]赵新灿．显微图像采集与智能诊断研究：[硕士论文]．南京：南京航空航天大学，2001
[22]左洪福，吴振锋，陆海勤等．DMAS智能化铁谱分析系统及其应用．南京航空航天大学学报，1999(增刊)：1～6
[23]刘巽亮编著．光学视觉传感．北京：中国科学技术出版社，1998
[24]Panasonic公司编．WV—CP460彩色闭路监控摄像机说明书．2000
[25]邹异松，刘玉凤，白廷柱著．光电成像原理．北京：北京理工大学出版社，1997
[26]广州光学仪器厂编．L2020A双色(透反射)显微镜使用说明书．1998
[27]Don Anderson著．USB系统体系．北京：中国电力出版社，2001
[28]许永和编著．USB外围设备设计与应用．北京：中国电力出版社，2002
[29]刘丁，毛德柱，王云飞．USB在数据采集中德应用．自动化与仪器仪表，2000(3)：157～160
[30]黄维柱，徐军．通用串行总线USB 2000
[31]李圣怡，戴一帆，王宪平著 Windows 环境下软硬件接口技术．国防科技大学出版社，2000
[32]Chris Cant著，孙义等译，Windows WDM设备驱动程序开发指南．机械工业出版社．2000
[34]陈果，左洪福．彩色磨粒图像自动分割技术．信号处理，2001(5)：449～453
[34]徐建华编著．图像处理与分析．北京：科学出版社，1992
[35]李树涛，王耀南，张昌凡．基于视觉特性的多聚焦图像融合．电子学报，2001(29)：12～16
[36]刘同明，夏祖勋，解洪成．数据融合技术及应用．北京：国防工业出版社，2000
[37]阮秋琦．数字图像处理学．北京：电子工业出版社，2001
[38]崔岩梅，倪国强，王毅等．一种基于小波变换的多尺度多算子图像融合方法．光学技术，1999(4)
[39]蒲恬，方庆，倪国强．基于对比度的多分辨图像融合．电子学报，2000(28)：12～15
[40]姚天任，孙洪编．现代数字信号处理．武汉：华中理工大学出版社，1999
[41]周耀华，汪凯仁编著．数字信号处理．上海：复旦大学出版社，1991
[42]陆宏波，施惠昌．基于小波变换的图像融合方法．微电子与基础产品，2001(27)
[43]陈勇，皮德富，周士源，顾东升．基于小波变换的红外图像融合技术研究．红外与激光工程，2001(30)：357～361
[44]张兆礼，赵春晖，梅晓丹编．现代图像处理技术及Matlab实现．人民邮电出版社，2001
[45]吴秀清，周蓉，席育孝．采用小波变换的图像数据融合方法及实现．小型微型计算机系统，2000(21)：833～835
[46]陈武凡主编．小波分析及其在图像处理中的应用．北京：科学出版社，2002
[47]张宜华，史惠康编．精通Matlab5．北京：清华大学出版社，1999
[48]孙辉，阎敬文，张圣华．基于双正交子波变换的遥感图象编码方法．长春邮电学院学报，1997(15)：13～16
[49]胡昌华，张军波，夏军，张伟编著．基于Matlab的系统分析与设计—小波分析．西安：西安电子科技大学出版社，1999
[50]谢永华，傅德胜．基于小波变换的多源遥感图像的信息融合．遥感技术与应用，2001(16):260～263
[51]Xu Peixia,Sun Gongxian.Wavelet analysis and application In-stances.[M]Press of USTC,Aug.1996(徐佩霞、孙功宪．小波分析与应用实例．[M]合肥．中国科学技术大学出版社．1996)
[52]Kenneth R,Castleman.Digital image processing,[M]Prentice Hall,Inc.1996
[53]Mallat S.A theory for multiresolution signal decomposition.[J]The Wavelet
Representation IEEE Transactions on Pattern Anal-ysis and Machine Intelligence,Vol.11,No.7,674～693,Aug.1989
[54]美]Kenneth.R.Catleman著，朱志刚，林学訚，石定机等译．数字图像处理．北京：电子工业出版社，1998
[55]张艳，李晓雷，周文新．磨粒形貌三位图像分析技术的发展趋势．润滑与密封，2001(1)：60～62
[56]李成贵，李行善，强锡富．三维表面微观形貌的测量方法．宇航计测技术，2000(4)：2～10
[57]吴振锋，左洪福，杨忠．磨损颗粒显微形态学特征参数量化描述体系．交通运输工程学报，2001(1)：115～119
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |