基于退化模型復原與卷積神經網絡的光學元器件損傷在線檢測技術研究
發(fā)布時間：2021-10-21 18:51
伴隨著科技的不斷發(fā)展,基于計算機技術的視覺處理方法開始在視覺領域大放異彩。在大型光學裝置領域,傳統(tǒng)的離線檢測技術需要對光學裝置中的元器件拆卸后進行分析,所以離線檢測技術不僅效率無法保證而且還會影響裝置的使用成本以及使用壽命。因此光學元器件損傷在線檢測技術的研究成為了一個急需解決的問題。在光學元器件在線檢測的研究中,近些年國內外的相關研究也提出了多種方法,但這些方法都是基于傳統(tǒng)的圖像處理方法的研究。近年來隨著機器學習與人工智能等技術的發(fā)展,采用卷積神經網絡進行圖像處理成為了計算機圖像處理領域的熱門方法。在此背景下,本文提出了基于退化模型復原與卷積神經網絡的光學元器件損傷在線檢測方法,將卷積神經網絡技術與傳統(tǒng)的圖像處理技術中的復原技術進行結合,對損傷圖像進行在線檢測。首先,本文通過退化模型復原技術對圖像進行建模,隨后根據損傷圖像中已有的先驗知識,對損傷圖像設計復原算法,并將該算法應用到損傷圖像的退化模型復原中去,觀察實驗的結果并和國內外所采用的基于傳統(tǒng)圖像處理的方法進行對比分析。隨后,由于大型光學裝置的特殊性,獲取光學損傷圖像成本極高。為了便于后續(xù)分類器的訓練,本文中設計了一種數據集制作方...
【文章來源】：中國工程物理研究院北京市
【文章頁數】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
大型光學裝置打靶成像圖
?Ｉ?參■■?■■??圖１．１大型光學裝置打靶成像圖??通過對損傷機理的研究進而提高光學元器件的材料抗損傷能力。經過多年來的發(fā)??展，科研人員逐漸意識到激光的誘導使光學裝置中的元器件產生損傷是一個包含??多種因素共同作用的過程，它受許多種因素的影響，且光學元器件損傷是一個不??可逆的過程，而損傷通常會造成光學裝置的性能損失甚至無法工作，其后果是很??嚴重的。??由于光學元器件不同于普通的機械零部件，其對尺寸、材料等等各方面的要??求尤為嚴格，所以其制備工藝復雜，加工時間長。當光學元器件發(fā)生損傷時，將??導致光學設備的整體效率下降甚至無法運行。所以一旦光學元器件發(fā)生損傷，將??導致各種成本大大提升，甚至產生不可預知的后果。研究表明，當光學元器件發(fā)??生損傷時
為目標像素構建一個濾波模板，然后對濾波模板中的所有像素點上像素值進行計??算求得其平均值，隨后將該值作為一個新的值去取代原像素值。常用的濾波模板??為３ｘ３的矩陣。如下圖２．１表示：??３?５?６?３?５?６??６?３?２??＞?６?４．５６?２??３?６?７?３?６?７??圖２．１均值濾波示意圖??上圖中，灰色為中心像素點。經過濾波之后，用濾波模板中的所有像素點上??像素值進行計算求得的平均值去替代原中心像素點的像素值３。通過這種濾波模??板計算方法，對圖像進行循環(huán)遍歷計算數字圖像在每個像素點上的像素值，然后??１８??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于局域信號增強的光學元件損傷檢測[J]. 田玉婷,鄔融,楊野. 中國激光. 2018(11)
[2]基于振鏡掃描方式的光學元件表面損傷檢測[J]. 郭亞晶,唐順興,姜秀青,朱寶強,林尊琪. 光學學報. 2017(06)
[3]基于RANSAC-LSSVM回歸的慣性約束聚變光學元件損傷在線檢測技術[J]. 馮博,陳鳳東,劉炳國,彭志濤,劉楠,劉國棟,孫和義. 中國激光. 2013(08)
[4]光學元件損傷在線檢測圖像處理技術[J]. 馮博,劉炳國,陳鳳東,劉國棟,彭志濤,元浩宇,孫和義. 強激光與粒子束. 2013(07)
[5]慣性約束聚變裝置總體布局和結構設計[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛. 光學精密工程. 2013(03)
[6]熔石英表面損傷修復點的損傷概率[J]. 蔣勇,袁曉東,劉春明,賀少勃,羅成思,王海軍,呂海兵,鄭萬國,向霞,祖小濤. 強激光與粒子束. 2012(06)
[7]基于小波變換與改進的Roberts算子融合的圖像邊緣檢測[J]. 陳志強,郭永亮,陳詩哲. 傳感器世界. 2011(04)
[8]基于物理模型的快速單幅圖像去霧方法[J]. 禹晶,李大鵬,廖慶敏. 自動化學報. 2011(02)
[9]一種改進roberts算子邊緣檢測[J]. 高勇鋼. 巢湖學院學報. 2009(06)
[10]光學元件損傷暗場圖像中的目標自動提取研究[J]. 李付明,李大海,彭志濤,張際,孫志紅,曹益平. 激光雜志. 2008(02)
博士論文
[1]強激光復雜光機組件光學元件激光損傷在線檢測技術研究[D]. 彭志濤.中國工程物理研究院 2011
碩士論文
[1]基于機器視覺的光學元件損傷在線檢測研究[D]. 陳靜.中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所) 2017
[2]基于大氣散射模型的霧霾天道路圖像清晰化[D]. 朱瑜輝.北京工業(yè)大學 2010
本文編號：3449538
【文章來源】：中國工程物理研究院北京市
【文章頁數】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
大型光學裝置打靶成像圖
?Ｉ?參■■?■■??圖１．１大型光學裝置打靶成像圖??通過對損傷機理的研究進而提高光學元器件的材料抗損傷能力。經過多年來的發(fā)??展，科研人員逐漸意識到激光的誘導使光學裝置中的元器件產生損傷是一個包含??多種因素共同作用的過程，它受許多種因素的影響，且光學元器件損傷是一個不??可逆的過程，而損傷通常會造成光學裝置的性能損失甚至無法工作，其后果是很??嚴重的。??由于光學元器件不同于普通的機械零部件，其對尺寸、材料等等各方面的要??求尤為嚴格，所以其制備工藝復雜，加工時間長。當光學元器件發(fā)生損傷時，將??導致光學設備的整體效率下降甚至無法運行。所以一旦光學元器件發(fā)生損傷，將??導致各種成本大大提升，甚至產生不可預知的后果。研究表明，當光學元器件發(fā)??生損傷時
為目標像素構建一個濾波模板，然后對濾波模板中的所有像素點上像素值進行計??算求得其平均值，隨后將該值作為一個新的值去取代原像素值。常用的濾波模板??為３ｘ３的矩陣。如下圖２．１表示：??３?５?６?３?５?６??６?３?２??＞?６?４．５６?２??３?６?７?３?６?７??圖２．１均值濾波示意圖??上圖中，灰色為中心像素點。經過濾波之后，用濾波模板中的所有像素點上??像素值進行計算求得的平均值去替代原中心像素點的像素值３。通過這種濾波模??板計算方法，對圖像進行循環(huán)遍歷計算數字圖像在每個像素點上的像素值，然后??１８??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于局域信號增強的光學元件損傷檢測[J]. 田玉婷,鄔融,楊野. 中國激光. 2018(11)
[2]基于振鏡掃描方式的光學元件表面損傷檢測[J]. 郭亞晶,唐順興,姜秀青,朱寶強,林尊琪. 光學學報. 2017(06)
[3]基于RANSAC-LSSVM回歸的慣性約束聚變光學元件損傷在線檢測技術[J]. 馮博,陳鳳東,劉炳國,彭志濤,劉楠,劉國棟,孫和義. 中國激光. 2013(08)
[4]光學元件損傷在線檢測圖像處理技術[J]. 馮博,劉炳國,陳鳳東,劉國棟,彭志濤,元浩宇,孫和義. 強激光與粒子束. 2013(07)
[5]慣性約束聚變裝置總體布局和結構設計[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛. 光學精密工程. 2013(03)
[6]熔石英表面損傷修復點的損傷概率[J]. 蔣勇,袁曉東,劉春明,賀少勃,羅成思,王海軍,呂海兵,鄭萬國,向霞,祖小濤. 強激光與粒子束. 2012(06)
[7]基于小波變換與改進的Roberts算子融合的圖像邊緣檢測[J]. 陳志強,郭永亮,陳詩哲. 傳感器世界. 2011(04)
[8]基于物理模型的快速單幅圖像去霧方法[J]. 禹晶,李大鵬,廖慶敏. 自動化學報. 2011(02)
[9]一種改進roberts算子邊緣檢測[J]. 高勇鋼. 巢湖學院學報. 2009(06)
[10]光學元件損傷暗場圖像中的目標自動提取研究[J]. 李付明,李大海,彭志濤,張際,孫志紅,曹益平. 激光雜志. 2008(02)
博士論文
[1]強激光復雜光機組件光學元件激光損傷在線檢測技術研究[D]. 彭志濤.中國工程物理研究院 2011
碩士論文
[1]基于機器視覺的光學元件損傷在線檢測研究[D]. 陳靜.中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所) 2017
[2]基于大氣散射模型的霧霾天道路圖像清晰化[D]. 朱瑜輝.北京工業(yè)大學 2010
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