X射線波面檢測(cè)系統(tǒng)控制與圖像處理
發(fā)布時(shí)間:2021-11-01 23:45
在同步輻射實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常需要用到掠入射式反射鏡實(shí)現(xiàn)光路變換。這種掠入射式反射鏡是一種大尺寸的高精度光學(xué)表面,用于聚焦X射線光束。這種反射鏡的面型誤差直接影響光束聚焦焦斑尺寸。本課題的目標(biāo)是無損面型誤差檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)的基本原理是X射線光柵相位襯度成像。課題組設(shè)計(jì)搭建了基于相位襯度成像的X射線波面檢測(cè)裝置,用于檢測(cè)反射鏡表面的面型變化。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究確定了 X射線波面檢測(cè)裝置的可行性。本人主要完成了 X射線波面檢測(cè)裝置的電路系統(tǒng)搭建,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),圖像軟件算法系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及完成了相位步進(jìn)信息提取方法的研究和仿真工作。主要研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)如下:(1)本文從X射線與物質(zhì)作用開始分析X射線與物質(zhì)作用特性,進(jìn)而引出X射線相位襯度成像。通過對(duì)比分析相位襯度與吸收襯度成像,并且分析了多種相位襯度成像的優(yōu)缺點(diǎn),確定了本文的X射線波面檢測(cè)方案。設(shè)計(jì)并搭建了 X射線波面檢測(cè)裝置,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)裝置的可行性。本人負(fù)責(zé)的電路系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程運(yùn)行良好,可以精確控制多個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的多自由度運(yùn)動(dòng)。搭建的監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)了工作人員遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)。(2)本文依據(jù)X射線探測(cè)器參數(shù)結(jié)合Matlab設(shè)...
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 X射線與物質(zhì)作用分析
1.2 X射線吸收襯度成像
1.3 X射線相位襯度成像介紹
1.3.1 晶體干涉相襯成像
1.3.2 同軸X射線相襯成像
1.3.3 衍射增強(qiáng)相襯成像
1.3.4 光柵相襯成像
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 X射線波面檢測(cè)裝置系統(tǒng)介紹
2.1 X射線波面檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)介紹
2.2 X射線波面檢測(cè)裝置主要儀器介紹
2.2.1 實(shí)驗(yàn)用X射線光源介紹
2.2.2 實(shí)驗(yàn)室用光柵介紹
2.2.3 實(shí)驗(yàn)用X射線探測(cè)器介紹
2.2.4 實(shí)驗(yàn)用控制臺(tái)介紹
2.3 X射線波面檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)介紹
2.3.1 X射線波面檢測(cè)裝置分組介紹
2.3.2 X射線波面檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)控制整體分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 X射線波面檢測(cè)裝置圖像處理算法及軟件設(shè)計(jì)
3.1 基于Matlab圖像處理軟件
3.2 主要的圖像處理算法
3.3 光照不均勻修正
3.3.1 二維Gamma校正算法進(jìn)行光照不均勻修正
3.4 濾波去噪算法
3.4.1 空域?yàn)V波算法
3.4.2 頻域?yàn)V波算法
3.5 圖像增強(qiáng)算法
3.5.1 直方圖均衡化
3.5.2 高帽低帽算法
3.6 閾值分割算法
3.6.1 迭代閾值分割算法
3.6.2 OSTU閾值分割算法
3.7 莫爾條紋細(xì)化算法
3.8 莫爾條紋間距分析
3.9 本章小結(jié)
第四章 相位步進(jìn)信息提取方法及仿真分析
4.1 信息提取方法介紹
4.2 相位步進(jìn)信息提取法
4.3 相位解包裹算法
4.3.1 路徑無關(guān)相位解包裹算法
4.4 四步相移仿真分析
4.5 X射線波面檢測(cè)裝置折射角與條紋相位關(guān)系分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 X射線波面檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.1 X射線波面檢測(cè)裝置不同泰伯距離下采集莫爾條紋圖像
5.2 相位光柵與分析光柵校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)分析
5.3 分析光柵多步相位步進(jìn)實(shí)驗(yàn)分析
5.4 分析光柵的四步相位步進(jìn)及相位解包裹分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]用于面診的嘴巴定位算法研究[J]. 羅勝男,陳兆學(xué). 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2019(04)
[2]一種復(fù)雜海天背景下紅外弱小目標(biāo)檢測(cè)算法[J]. 王康. 光學(xué)與光電技術(shù). 2016(03)
[3]基于二維伽馬函數(shù)的光照不均勻圖像自適應(yīng)校正算法[J]. 劉志成,王殿偉,劉穎,劉學(xué)杰. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]淺談2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng):超高分辨率熒光顯微成像[J]. 孫育杰,陳軒澤. 大學(xué)化學(xué). 2015(01)
[5]基于機(jī)器視覺的發(fā)動(dòng)機(jī)表面缺陷檢測(cè)技術(shù)[J]. 徐臨洪,張桂梅,陳少平. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2010(04)
[6]醫(yī)用X射線CCD相機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 史張玨,張輝,胡廣書. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2008(01)
[7]X射線相位襯度成像[J]. 朱佩平,吳自玉. 物理. 2007(06)
[8]基于CCD的莫爾條紋圖像頻域處理研究[J]. 李向榮. 電子器件. 2007(02)
[9]衍射增強(qiáng)成像原理[J]. 朱佩平,袁清習(xí),黃萬(wàn)霞,王寯越,舒航,吳自玉,冼鼎昌. 物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]衍射增強(qiáng)成像方法在計(jì)算機(jī)斷層成像中的應(yīng)用[J]. 舒航,朱佩平,王寯越,高欣,伊紅霞,劉波,袁清習(xí),黃萬(wàn)霞,羅述謙,高秀來,吳自玉,方守賢. 物理學(xué)報(bào). 2006(03)
博士論文
[1]X射線光柵相位襯度成像實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用研究[D]. 胡仁芳.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于波前傳感方法的大口徑透鏡檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 羅佳.浙江大學(xué) 2016
[3]X射線相位襯度成像方法中的信息提取方法研究[D]. 陳恒.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]同步輻射X射線光柵成像及其在相干性測(cè)量中的應(yīng)用研究[D]. 戚俊成.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
碩士論文
[1]X射線光柵相位襯度成像中劑量及散射光子對(duì)成像質(zhì)量的影響研究[D]. 廖燕.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]智能優(yōu)化算法在圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 姜圣濤.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]X射線光柵相襯成像系統(tǒng)數(shù)值仿真模擬研究[D]. 駱榮輝.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[4]X射線光柵相位襯度成像技術(shù)研究[D]. 楊萌.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[5]基于機(jī)器視覺的色差檢測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 范鵬飛.江南大學(xué) 2016
[6]X射線光柵相襯成像裝置光強(qiáng)漂移與斷層重建研究[D]. 張鵬飛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[7]基于LabVIEW的干涉圖像信息處理技術(shù)研究[D]. 丁瑋.南京理工大學(xué) 2016
[8]基于地物光譜矢量空間的遙感圖像去噪方法研究[D]. 王杰.東北師范大學(xué) 2014
[9]小角度XRD的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[D]. 劉永強(qiáng).杭州電子科技大學(xué) 2014
[10]基于視頻處理的作業(yè)人員疲勞檢測(cè)方法研究[D]. 楊秀芳.華北電力大學(xué) 2014
本文編號(hào):3470917
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 X射線與物質(zhì)作用分析
1.2 X射線吸收襯度成像
1.3 X射線相位襯度成像介紹
1.3.1 晶體干涉相襯成像
1.3.2 同軸X射線相襯成像
1.3.3 衍射增強(qiáng)相襯成像
1.3.4 光柵相襯成像
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第二章 X射線波面檢測(cè)裝置系統(tǒng)介紹
2.1 X射線波面檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)介紹
2.2 X射線波面檢測(cè)裝置主要儀器介紹
2.2.1 實(shí)驗(yàn)用X射線光源介紹
2.2.2 實(shí)驗(yàn)室用光柵介紹
2.2.3 實(shí)驗(yàn)用X射線探測(cè)器介紹
2.2.4 實(shí)驗(yàn)用控制臺(tái)介紹
2.3 X射線波面檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)介紹
2.3.1 X射線波面檢測(cè)裝置分組介紹
2.3.2 X射線波面檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)控制整體分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 X射線波面檢測(cè)裝置圖像處理算法及軟件設(shè)計(jì)
3.1 基于Matlab圖像處理軟件
3.2 主要的圖像處理算法
3.3 光照不均勻修正
3.3.1 二維Gamma校正算法進(jìn)行光照不均勻修正
3.4 濾波去噪算法
3.4.1 空域?yàn)V波算法
3.4.2 頻域?yàn)V波算法
3.5 圖像增強(qiáng)算法
3.5.1 直方圖均衡化
3.5.2 高帽低帽算法
3.6 閾值分割算法
3.6.1 迭代閾值分割算法
3.6.2 OSTU閾值分割算法
3.7 莫爾條紋細(xì)化算法
3.8 莫爾條紋間距分析
3.9 本章小結(jié)
第四章 相位步進(jìn)信息提取方法及仿真分析
4.1 信息提取方法介紹
4.2 相位步進(jìn)信息提取法
4.3 相位解包裹算法
4.3.1 路徑無關(guān)相位解包裹算法
4.4 四步相移仿真分析
4.5 X射線波面檢測(cè)裝置折射角與條紋相位關(guān)系分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 X射線波面檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.1 X射線波面檢測(cè)裝置不同泰伯距離下采集莫爾條紋圖像
5.2 相位光柵與分析光柵校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)分析
5.3 分析光柵多步相位步進(jìn)實(shí)驗(yàn)分析
5.4 分析光柵的四步相位步進(jìn)及相位解包裹分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]用于面診的嘴巴定位算法研究[J]. 羅勝男,陳兆學(xué). 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2019(04)
[2]一種復(fù)雜海天背景下紅外弱小目標(biāo)檢測(cè)算法[J]. 王康. 光學(xué)與光電技術(shù). 2016(03)
[3]基于二維伽馬函數(shù)的光照不均勻圖像自適應(yīng)校正算法[J]. 劉志成,王殿偉,劉穎,劉學(xué)杰. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]淺談2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng):超高分辨率熒光顯微成像[J]. 孫育杰,陳軒澤. 大學(xué)化學(xué). 2015(01)
[5]基于機(jī)器視覺的發(fā)動(dòng)機(jī)表面缺陷檢測(cè)技術(shù)[J]. 徐臨洪,張桂梅,陳少平. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2010(04)
[6]醫(yī)用X射線CCD相機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 史張玨,張輝,胡廣書. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2008(01)
[7]X射線相位襯度成像[J]. 朱佩平,吳自玉. 物理. 2007(06)
[8]基于CCD的莫爾條紋圖像頻域處理研究[J]. 李向榮. 電子器件. 2007(02)
[9]衍射增強(qiáng)成像原理[J]. 朱佩平,袁清習(xí),黃萬(wàn)霞,王寯越,舒航,吳自玉,冼鼎昌. 物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[10]衍射增強(qiáng)成像方法在計(jì)算機(jī)斷層成像中的應(yīng)用[J]. 舒航,朱佩平,王寯越,高欣,伊紅霞,劉波,袁清習(xí),黃萬(wàn)霞,羅述謙,高秀來,吳自玉,方守賢. 物理學(xué)報(bào). 2006(03)
博士論文
[1]X射線光柵相位襯度成像實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用研究[D]. 胡仁芳.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于波前傳感方法的大口徑透鏡檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 羅佳.浙江大學(xué) 2016
[3]X射線相位襯度成像方法中的信息提取方法研究[D]. 陳恒.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[4]同步輻射X射線光柵成像及其在相干性測(cè)量中的應(yīng)用研究[D]. 戚俊成.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
碩士論文
[1]X射線光柵相位襯度成像中劑量及散射光子對(duì)成像質(zhì)量的影響研究[D]. 廖燕.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]智能優(yōu)化算法在圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 姜圣濤.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]X射線光柵相襯成像系統(tǒng)數(shù)值仿真模擬研究[D]. 駱榮輝.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[4]X射線光柵相位襯度成像技術(shù)研究[D]. 楊萌.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[5]基于機(jī)器視覺的色差檢測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 范鵬飛.江南大學(xué) 2016
[6]X射線光柵相襯成像裝置光強(qiáng)漂移與斷層重建研究[D]. 張鵬飛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[7]基于LabVIEW的干涉圖像信息處理技術(shù)研究[D]. 丁瑋.南京理工大學(xué) 2016
[8]基于地物光譜矢量空間的遙感圖像去噪方法研究[D]. 王杰.東北師范大學(xué) 2014
[9]小角度XRD的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[D]. 劉永強(qiáng).杭州電子科技大學(xué) 2014
[10]基于視頻處理的作業(yè)人員疲勞檢測(cè)方法研究[D]. 楊秀芳.華北電力大學(xué) 2014
本文編號(hào):3470917
本文鏈接:http://www.sikaile.net/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3470917.html
最近更新
教材專著