Регистрация и количественный анализ изображений образцов (шлифов и пр.)

курсовая работа

1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОШЛИФОВ

Система исследования микрошлифов металлов (рисунок 1) состоит из микроскопа, видеокамеры (фотокамеры), видеобластера и персональной ЭВМ.

Изображение образца металла, снятое видеокамерой (фотокамерой) через микроскоп, при помощи специального устройства - видеобластера, передается в ЭВМ, которая под управлением специального программного обеспечения проводит автоматизированную обработку полученного изображения.

Рисунок 1. Структурная схема автоматизированной системы анализа микрошлифов металлов.

Микроскоп, обладая режимом отраженного света, определённым разрешением и увеличением, создает нужное пользователю изображение.

Качество изображения, передаваемого видеокамерой, во многом определяется характеристиками фотоэлектрических преобразователей, используемых в ней: чувствительностью, разрешающей способностью, световой и спектральной характеристикой, инертностью. Широко распространены видиконные, плюмбиконные видеокамеры и видеокамеры, в которых в качестве фотоэлектрических преобразователей используются приборы с зарядовой связью (ПЗС). Всё же чаще всего используются ПЗС-камеры, которые по сравнению с видиконными (высокая чувствительность, малое разрешение, инертность) и плюмбиконными (среднее качество и разрешение, малая инертность) видеокамерами обладают:

- предельной чувствительностью (достигается малой входной емкостью ПЗС);

- отсутствием геометрических искажений изображения (вследствие того, что все ПЗС-элементы обладают одинаковыми характеристиками);

- отсутствием яркостных искажений изображения (вследствие линейности световой характеристики);

- высокой разрешающей способностью, определяющейся числом элементов накопления в ПЗС-матрице;

- отсутствием инертности.

Необходимая разрешающая способность видеокамеры определяется размерами объектов изображения и используемым увеличением микроскопа. При минимальном размере элемента анализируемого изображения l (мм) и увеличивающей способности микроскопа e (раз), разрешение видеокамеры должно быть (пикселей на мм)

при условии, что для однозначного распознавания объекта изображения на него должно приходиться не менее пяти пикселей разрешения видеокамеры.

Применение карты видеобластера позволяет:

- просматривать изображение (в частности, изображение микрошлифов металлов) с видеокамеры или видеомагнитофона;

- захватывать, оцифровывать и записывать на диск отдельные кадры видеоизображения;

- записывать фрагменты видео (при наличии специального программного обеспечения).

Необходимая разрешающая способность видеобластера определяется разрешением используемой видеокамеры, то есть для сохранения качества изображения, переданного видеокамерой, видеобластер должен обладать разрешающей способностью не меньшей, чем видеокамера.

Программное обеспечение для системы обработки изображений микрошлифов металлов может быть разработано на любом языке программирования и должно обеспечивать результаты максимально близкие к реальным. В качестве математической основы такого программного обеспечения рекомендуется использовать методы текстурного анализа (оптико-структурного машинного анализа), предназначенного для автоматизированной обработки изображений, различающихся по их статистическим характеристикам, то есть распределению элементов изображения, по плотности, геометрическим и топологическим признакам.

Делись добром ;)