Разработка метода и аппаратуры для автоматизированной обработки оптических двумерных дифракционных спектров изображений микро-и макроструктур

• Автор: Козлов, Юрий Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 253 c. : ил

Глава I.
Глава 2.
Глава 3.

ОПТИЧЕСКАЯ ДИФРАКТОМЕТРИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ Состояние и перспективы (обзор литературы)

МЕТОД ОПТЩЮ-СТРУКТУРНОГО ДИФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ

2.1.Вероятностные свойства изображений и модель квазипериодической структуры

2.2.Решение задачи дифракции на отверстиях круглой формы в экране

2.3.Математическая модель двумерного изображения упорядоченных структур

2.4.Физическое моделирование квазипериоди-ческих структур и интерпретация оптических дифракционных спектров

2.5.Определение размеров и количества микрообъектов по ДЦС

ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ОСДА Разработка автоматизированной системы дифракционного анализа изображений
3.1.Система ЛАД
3.1.1. Устройство формирования спектра
3.1.2.Устройство преобразования спектра
3.1.3.Устройство связи и управления
3.2.Фурье-микроскоп "Протва-Д"
3.2.1.Методика и расчет мощности излучения лазера Фурье-микроскопа при заданном отношении "сигнал-шум"
3.3.Программное обеспечение АСДА
3.4.Погрешности дифракционных систем

86 89

Глава 4. ОСДА В ПРАКТИКЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1.Исследование текстурных изображений
4.2.Оптическая дифрактометрия изображений
биологических структур
4.3.Исследование разделенных микрообъектов
по их оптическим ДДС
4.4.Анализ аэрокосмической видеоинформации
4.5.Пространственная реконструкция трёхмерных структур
Выводы
Список литературы
Приложение

Актуальность
Потребности дальнейшего развития науки и практики диктуют необходимость расширения и усиления работ по созданию новых методов и аппаратуры автоматического машинного анализа микро - и макрострук -тур.В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-85 годы и на период до 1990 года предусматривается : "Поднять техническую вооруженность труда;всемерно внедрять комплексную механизацию и автоматизацию производственных процессов
Расширять автоматизацию научно-исследовательских работ с применением электронно-вычислительной техники".
Повышение эффективности научных исследований, сокращение сроков их проведения, ускорение внедрения результатов в народное хозяйство, в значительной мере определяется развитием проборных средств и систем автоматизации научных экспериментов, реализующих современные методики исследований. Оцним из таких методов, призванных расширить число решаемых задач и объем полезной информации, является метод оптико-структурного машинного анализа (ОСМА), предложенный К.М.Богдановым (1965), который реализуется соответственно в сканирующем и дифракционном вариантах[14 ].
Сканирующий вариант ОСМА получил значительное развитие и нашел широкое применение во многих задачах, имеющих народнохозяйственное значение [ 90 ] . Дифракционный вариант ОСМА, развитию которого посвящена данная работа, получил существенно меньшее развитие, что не соответствует его значительным возможностям, поскольку эти два направления не исключают, а дополняют друг друга. При этом дифракционные системы относительно сканирующих обладают рядом преимуществ: параллельная обработка, т.е. проведение исследований не последовательно участок за участком, а одновременно по всей площади; удобство выявления и количественной оценки степени упорядоченности, формы элементов и анизотропии структуры в целом;

Из выражения (15) следует, что фурье - образ случайного поля, состоящего из наложения К квазипериодических решеток, представляет собой сумму Фурье - образов отдельных "решеток" (12), где I =1,2 к . Поэтому в дальнейшем ограничимся рассмотрением только случайного поля, описываемого уравнением (10). Его фурье-образ имеет вид:
Допустим, что ^ = Т*. и 11= Ту являются не случайными величинами, а постоянными. Тогда уравнение (16) может быть записано в виде:
которое является аналитическим выражением двумерного спектра амплитуд кристаллической решетки с достоянным шагом Т*. и Ту. Из (17) следует, что двумерный спектр амплитуд правильной решетки представляет собой также решетчатую структуру с шагом Л Xf = А 2 дУр = 4г , причем амплитуда в узлах та1эс 'У
кой решетки двумерного спектра пропорциональна значению функции От (Х^ , Ур ) в этих точках.
Ц. 1У(,У() = //$ [сом4 [Щ-) ( оЫи =
1 - оо
С , у;) * Х/д (ос, у).ехр [. ^ (Хх4 * а У1) ] А* <£ у.