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基于聚焦合成的显微三维成像系统

CT理论与应用研究（中英文） 2004年第4期13卷 9-15页

作者：姜志国史文华韩冬兵孙维忠刘莉北京航空航天大学北京100083

本文利用显微镜物镜焦深范围有限,显微三维样本成像时需要一序列图像才能聚焦清晰特点,研究开发利用图像处理技术扩展显微成像焦深范围,应用改进Laplacian聚焦算子实现序列图像的融合显示,同时,提出了一种基于区域小波变换的序列显微图... 详细信息

本文利用显微镜物镜焦深范围有限,显微三维样本成像时需要一序列图像才能聚焦清晰特点,研究开发利用图像处理技术扩展显微成像焦深范围,应用改进Laplacian聚焦算子实现序列图像的融合显示,同时,提出了一种基于区域小波变换的序列显微图像融合算法并加以实现。用高斯插值算法得到三维显微图像的高度图,设计了一种网格轮廓线算法对高度索引图进行了三维重建显示和测量,并利用立体视觉原理生成了三维物体的左右视图和立体视图。应用此方法可以完成显微目标的表面三维参数的测量分析。

关键词：聚焦合成显微三维图像聚焦深度立体图像

采用频域融合方法的砂轮刀具磨损三维重构技术

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西安交通大学学报 2015年第5期49卷 82-86,133页

作者：朱爱斌胡浩强何大勇陈渭西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对聚焦合成方法在砂轮刀具磨损区域三维重构过程中高度值离散的问题,运用傅里叶变换将聚焦合成方法与明暗形状恢复方法相结合,提出了聚焦合成方法的高度值连续化新方法。运用傅里叶变换,在频域中对聚焦合成方法形成的三维重构图像进... 详细信息

针对聚焦合成方法在砂轮刀具磨损区域三维重构过程中高度值离散的问题,运用傅里叶变换将聚焦合成方法与明暗形状恢复方法相结合,提出了聚焦合成方法的高度值连续化新方法。运用傅里叶变换,在频域中对聚焦合成方法形成的三维重构图像进行高通滤波,对明暗形状恢复方法形成的三维重构图像进行低通滤波,并将滤波后的图像在频域叠加,经过傅里叶反变换,得到空间域融合后的刀具磨损区域三维重构图像。分析和实验表明,融合后的三维重构图像同时保留了聚焦合成方法中蕴含的离散几何高度信息和明暗形状恢复方法中蕴含的表面细节特征信息,能有效避免由于聚焦合成方法中高度值离散带来的误差。

关键词：刀具磨损聚焦合成明暗形状恢复傅里叶变换

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基于小波分析的显微序列图像合成系统

光学仪器 2006年第6期28卷 28-32页

作者：熊四昌杨涌胡东浙江工业大学机电学院浙江杭州310014

由于显微镜物镜焦深范围有限,故造成显微图像局部模糊,研究人员对图像的理解不完整等问题。根据聚焦评价函数分布,采用小波分析,将一序列局部聚焦图像合成全焦图像。改进的小波融合算法得到的融合图像极大地保留了系列图像聚焦部分的信... 详细信息

由于显微镜物镜焦深范围有限,故造成显微图像局部模糊,研究人员对图像的理解不完整等问题。根据聚焦评价函数分布,采用小波分析,将一序列局部聚焦图像合成全焦图像。改进的小波融合算法得到的融合图像极大地保留了系列图像聚焦部分的信息,合成全焦图像。由此得出的聚焦合成图像使研究人员可直接测量所需的显微结果。

关键词：显微全焦图像聚焦合成小波融合

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刀具磨损区域的三维重构技术研究

刀具磨损区域的三维重构技术研究

作者：童晨南京航空航天大学

学位级别：硕士

刀具磨损区域形貌的重构对刀具磨损区域的观察和测量,以及磨损机理的研究有着重要的意义。长期以来,由于三维成像设备性能和成本的限制,刀具磨损的分析一直局限在磨损图像的观察和二维参数的分析上。本文在深入研究聚焦合成理论、方法... 详细信息

刀具磨损区域形貌的重构对刀具磨损区域的观察和测量,以及磨损机理的研究有着重要的意义。长期以来,由于三维成像设备性能和成本的限制,刀具磨损的分析一直局限在磨损图像的观察和二维参数的分析上。本文在深入研究聚焦合成理论、方法及关键技术的基础上,设计出了基于聚焦合成的刀具磨损区域三维重构的方法,并开发了三维刀具磨损区域可视化软件。具体研究内容如下:1.提出了一种运用聚焦合成原理来重构刀具磨损区域的方法。将磨损区域从显微镜采集得到不同聚焦深度的图像序列,通过数字图像处理的方法,提取其高度信息,重构出刀具磨损表面的三维形貌。2.将双阈值选取技术引入到聚焦评价函数的使用中,保证了噪声点和背景点的有效剔除,大大提高了算子的适应性。3.优化了三维重构的过程,设计了快速三维重构的方法。并运用此算法进行了刀具磨损区域的三维重构试验,试验证明该算法在一定程度上提高了重构的速度。4.建立了光栅刻度尺标定的数学模型,并进行了标定的试验,试验说明该标定方法的精度较高。达到了标定的自动化,减少了人工标定带来的误差。在此基础上,提出了基于像素点对磨损区域进行测量的三维评价指标,并进行了刀具耐用度对比的测量试验。5.使用VC++ 6.0和OpenGL设计了刀具磨损区域形貌的三维显示软件。并应用本文所述的方法将得到的三维数据进行显示,绘制出刀具磨损区域的三维图像。

关键词：刀具磨损聚焦合成微观形貌三维重构三维测量

电镀金刚石微小磨具的制备工艺与表面形貌检测研究

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电镀金刚石微小磨具的制备工艺与表面形貌检测研究

作者：张威东北大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,高精度的微尺度产品在许多的领域,包括航空航天,国防,生物,MEMS等,有着越来越大的需求。从产品发展来看,微型化的产品具有质量和尺寸小、能量消耗低、消耗资源少,美观精巧便于使用等优点。因此微型化也是产品发展的... 详细信息

随着科学技术的发展,高精度的微尺度产品在许多的领域,包括航空航天,国防,生物,MEMS等,有着越来越大的需求。从产品发展来看,微型化的产品具有质量和尺寸小、能量消耗低、消耗资源少,美观精巧便于使用等优点。因此微型化也是产品发展的一个重要方向。在微尺度机械加工领域中,微铣削的发展很快,但是由于微机械加工一般在晶粒内部进行,其所具有的尺寸效应,微小刀具的微观形状误差,刀具磨损与工件材料的粘连,工件多晶材料金属各向异性等一系列特点,使得微铣削加工后工件的表面质量相对较差。考虑到传统加工中磨削加工后工件的表面质量比较高,近些年来越来越多的微机械研究倾向于对微磨削加工的探讨。由此产生了微尺度磨削加工工艺。本文对微尺度磨削加工进行开拓性、探索性的研究,主要着眼于电镀金刚石微小磨具制备工艺、聚焦合成的磨粒表面形貌检测方法等方面开展研究。首先本课题对微尺度磨棒的几种制备工艺进行深入的探讨分析,并对比不同制备方法的优缺点。在此基础上,具体研究了电镀微磨棒的制备工艺,主要包括镀前处理、上沙、加厚处理等几个流程。此外,本课题设计实验制作了不同粒度的电镀金刚石磨棒,得出了第一手资料,并对磨棒的形貌进行了对比分析。本课题的另外一个研究重点是磨棒表面的检测方法。目前磨粒信息作为评估接触表面摩擦学行为的主要依据。在现阶段的检测方法中,一方面,显微镜上采集的二维图像存在严重的光学畸变现象,直接从磨粒的二维图像中无法准确获取磨粒表面的三维形貌信息,分析表面纹理误差很大;另一方面,原子力显微镜等高科技仪器设备在研究磨粒的三维测量方面存在价格昂贵、适应性差、图像匹配计算困难等问题。这些因素,限制了上述方法在诊断工程上的推广应用。作者通过一套独特方案设计,即采用基于立体视觉的三维图像重构技术,在普通光学显微镜上初步实现了磨粒信息的三维测量。最后,总结论文的主要结论和课题研究中出现的不足,提出未来的研究方向。

关键词：微磨削聚焦合成制备工艺磨粒表面形貌三维图像重构

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显微材料测量的新方法

轻工机械 2006年第4期24卷 120-123页

作者：熊四昌杨涌胡东浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室浙江杭州310014

由于显微镜物镜焦深范围有限,造成显微图像局部模糊,研究人员无法对显微材料进行测量等问题。本文根据聚焦评价函数分布,采用小波分析,将一系列局部聚焦图像合成全焦图像。第一步,通过被测图像小波变换域低频部分提取观察物的成像轮廓... 详细信息

由于显微镜物镜焦深范围有限,造成显微图像局部模糊,研究人员无法对显微材料进行测量等问题。本文根据聚焦评价函数分布,采用小波分析,将一系列局部聚焦图像合成全焦图像。第一步,通过被测图像小波变换域低频部分提取观察物的成像轮廓在系列图像中的位置,将观察物轮廓在空域中进行叠合;第二步,分析聚焦部分和模糊区域在小波变换域内图像能量分布的不同,提出以其高频部分与低频部分的比值为特征参照值,通过比较,提取聚焦部分图像的小波参数进行序列图像融合。改进的小波融合算法速度快,融合图像以取最值的方式极大地保留了系列图像聚焦部分的信息,合成全焦图像。由此得出的聚焦合成图像使研究人员可直接测量所需的显微结果。

关键词：显微材料测量图像融合聚焦合成小波融合