07.06.2019
219.017.74d8

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПРОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для протонной радиографии. Сущность изобретения заключается в том, что в камере для размещения объекта исследования сначала размещают тест-объект, который представляет собой подложку с одинаковыми реперными отметками, например стальными шарами, в узлах ортогональной решетки и закрепленным в центре подложки протяженным элементом, например трубкой; осуществляют юстировку тест-объекта перпендикулярно оси магнитооптической системы по цифровому изображению протонного пучка, который пропускают через магнитооптическую систему и камеру с тест-объектом, добиваясь путем углового перемещения тест-объекта соответствия размера сквозного отверстия трубки на изображении фактическому геометрическому размеру. Для определения соответствия между размерами тест-объекта на полученном изображении и его фактическими геометрическими размерами используют изображение тест-объекта, на котором сквозное отверстие трубки соответствует фактическому геометрическому размеру. Соответствие между размерами тест-объекта при сквозной калибровке масштабного коэффициента переноса изображения в тракте формирования и регистрации изображений устанавливают путем определения пиксельных координат центров всех стальных шаров и подбором проективного преобразования, позволяющего перевести установленные пиксельные координаты в известные координаты центров стальных шаров в плоскости тест-объекта. Далее заменяют тест-объект на исследуемый объект и получают цифровое изображение протонного пучка, который пропускают через магнитооптическую систему и камеру с объектом исследования. Затем подобранное на изображении тест-объекта проективное преобразование применяют при обработке изображений объекта исследования. Технический результат: повышение качества и точности обработки зарегистрированных протонных изображений. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способам обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения, и может быть использовано, например, в системах цифровой съемки для определения внутренней структуры объектов или исследования быстропротекающих процессов.

При регистрации протонных изображений существуют геометрические искажения, связанные с магнитной оптикой, с неперпендикулярным расположением сцинтиллятора и пучка, с различными ракурсами, под которыми ведется съемка протонных изображений различными каналами регистрации.

Задачей, стоящей в рассматриваемой области техники, является получение достоверной информации об исследуемых объектах.

Известен способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения (Physics Division Progress Report 1999-2000 Proton Radiography, D.A. Clarc et al., p. 156-168), включающий получение двух цифровых изображений протонного пучка до прохождения им области исследования с помощью первой и второй систем регистрации и цифрового изображения протонного пучка после прохождения им области исследования в плоскости фокусировки магнитооптической системы с помощью третьей системы регистрации. Каждая из систем регистрации включает конвертор, преобразующий протонное излучение в фотоны, регистрируемые ПЗС-матрицей. Первое изображение протонного пучка получают непосредственно перед диффузором, наличие которого необходимо для дальнейшей обработки изображения и который размещают в магнитооптическом канале. Второе изображение получают на значительном удалении от диффузора - 6 м. Далее осуществляют обработку полученных цифровых изображений и расчетным путем получают изображение области исследования. При этом осуществляют следующие операции. С помощью первых двух изображений расчетным путем получают изображение протонного пучка в области исследования/плоскости объекта исследования, далее осуществляют попиксельное деление третьего изображения на полученное расчетным путем с получением изображения области исследования.

Недостаток известного способа является то, что получение расчетного изображения по двум экспериментальным изображениям приводит к снижению точности обработки.

Известен другой способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения (D. Varentsov, O. Antonov, A. Bakhmutova, C.W. Barnes, A. Bogdanov, C.R. Danly, S. Efimov, M. Tndres, A. Fertman, A.A. Golubev, D.H.H Hoffmann, B. Lonita, A. Kantsyrev, Ya.E. Krasik, P.M. Lang, I. Lomonosov, F.G. Mariam, N. Markov, F.E. Merrill, V.B. Mintsev, D. Nikolaev, V. Panyushkin, M. Rodionova, M. Schanz, K. Schoenberg, A. Semennikov, L. Shestov, V.S. Skachkov, V. Turtikov, S. Udrea, O. Vasylyev, K. Weyrich, C. Wilde, A. Zubareva, Commissioning of the PRIOR proton microscope, arxiv: 1512.05644v2 [physics.ins-det] 19 jan 2016), выбранный в качестве ближайшего аналога. Способ включает получение изображений протонного пучка с помощью системы регистрации путем пропускания его через магнитооптическую систему и область исследования, в которой сначала устанавливают тест-объект, а затем его заменяют исследуемым объектом и последующую обработку полученных изображений. Тест-объект представляет собой медную квадратную подложку с отверстиями в узлах ортогональной сетки, нанесенной на площадь 9×9 мм. Тест-объект устанавливают встречно потоку протонов. При пропускании протонного пучка через тест-объект получают изображение, по которому устанавливают соответствие между размерами тест-объекта на полученном изображении и его фактическими геометрическими размерами путем пространственной калибровки (учитывая расстояние между крайними элементами по горизонтальному и вертикальному направлениям), которое применяют при обработке изображения объекта исследования.

Недостаток способа состоит в том, что из-за конструкции используемого тест-объекта невозможно выставить его строго перпендикулярно оси магнитооптической системы регистрации, что не позволяет полностью исключить влияние на протонное изображение неточности в позиционировании объекта исследования по углу относительно этой оси и приводит к снижению точности обработки изображений.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение качества и точности обработки зарегистрированных протонных изображений.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения, включающем получение цифровых изображений протонного пучка с помощью системы регистрации путем пропускания его через магнитооптическую систему и область исследования, в которой сначала размещают тест-объект, представляющий собой подложку с одинаковыми реперными отметками в узлах ортогональной решетки, с последующей заменой тест-объекта на исследуемый объект, по полученному изображению тест-объекта устанавливают соответствие между его размерами на изображении с фактическими геометрическими размерами, которое учитывают при обработке полученного изображения объекта исследования, новым является то, что до получения изображения тест-объекта осуществляют его юстировку относительно оси магнитооптической системы, для чего в центре тест-объекта перпендикулярно подложке закрепляют протяженный элемент постоянного сечения, и, осуществляя угловое перемещение тест-объекта, выставляют его перпендикулярно оси магнитооптической системы, а соответствие между размерами тест-объекта на полученном изображении и его фактическими геометрическими размерами устанавливают путем определения пиксельных координат реперных отметок и подбором проективного преобразования, позволяющего перевести установленные пиксельные координаты в известные координаты реперных отметок в плоскости тест-объекта.

В качестве тест-объекта может быть использован объект, представляющий собой набор одинаковых элементов, выполненных из менее плотного материала, чем материал подложки.

В качестве набора одинаковых элементов могут быть использованы сферические металлические элементы.

В протяженном элементе может быть выполнено сквозное отверстие. Подложка может быть выполнена из оргстекла.

Осуществляя юстировку тест-объекта относительно оси магнитооптической системы, для чего в центре тест-объекта перпендикулярно подложке закрепляют протяженный элемент постоянного сечения, и, осуществляя угловое перемещение тест-объекта, выставляют его перпендикулярно оси магнитооптической системы, можно добиться точности в позиционировании тест-объекта по углу относительно оси магнитооптической системы, что приведет в дальнейшем к точности в позиционировании объекта исследования относительно этой оси, что в конечном итоге повысит качество и точность обработки зарегистрированных протонных изображений.

Установление соответствия между размерами тест-объекта на полученном изображении и его фактическими геометрическими размерами путем определения пиксельных координат всех реперных отметок и подбором проективного преобразования, позволяющего перевести установленные пиксельные координаты в известные координаты реперных отметок в плоскости тест-объекта позволяет более точно определить координаты найденных элементов в плоскости тест-объекта.

Использование в качестве тест-объекта объекта, представляющего собой набор одинаковых элементов, выполненных из менее плотного материала, чем материал подложки, позволяет получить более качественное изображение тест-объекта.

Применение высокоточных сферически-симметричных объектов позволяет максимально исключить влияние на протонное изображение неточности в позиционировании объекта по углу относительно оси магнитооптической системы.

Выполнение в протяженном элементе сквозного отверстия позволяет наиболее точно осуществить юстировку-тест объекта относительно оси магнитооптической системы.

На фиг. 1, представлен фрагмент тест-объекта, на фиг. 2 - фотография тест-объекта, на фиг. 3 - изображение тест-объекта при пропускании пучка протонов, где: 1 - протяженный элемент постоянного сечения; 2 - реперные отметки в узлах ортогональной решетки; 3 - подложка.

В качестве примера конкретной реализации устройства, позволяющего осуществить заявляемый способ, может служить устройство, которое выполнено на основе действующего синхрофазотрона У-70, построенного в г. Протвино [Новости и проблемы фундаментальной физики, №1(5), 2009 г., с. 32-42], и включает камеру для размещения объекта исследования, систему формирования и регистрации протонного изображения. Система формирования представляет собой магнитооптическую систему, состоящую из магнитных линз и коллиматора. Система регистрации состоит из сцинтилляционного конвертера, зеркала и цифровых камер. Для проведения измерений использовался тест-объект (фиг. 2), который представляет собой набор 110 высокоточных стальных шаров диаметром 9 мм, закрепленных на подложке из органического стекла в узлах ортогональной решетки со строгим интервалом (20 мм) между собой. Посадочные места для крепления шаров выполнены на станке с ЧПУ с точностью ±10 мкм. В центре тест-объекта перпендикулярно подложке закреплен протяженный элемент одного сечения, в котором выполнено сквозное отверстие - трубка.

Для устранения геометрических искажений, связанных е различными ракурсами, под которыми ведется съемка протонных изображений различными каналами регистрации, и приведения полученных цифровых изображений к правильному ракурсу, предварительно в камеру для размещения объекта исследования помещают тест-объект (фиг. 2). Используя для этого тест-объект с высокоточными сферически-симметричными реперными отметками в виде стальных шаров и осуществляя юстировку тест-объекта перпендикулярно оси магнитооптической системы, можно практически полностью исключить влияние на протонное изображение неточности в позиционировании тест-объекта по углу относительно оси магнитооптической системы. Перпендикулярность подложки 3 оси магнитооптической системы проверяют по цифровому изображению протонного пучка, который пропускают через магнитооптическую систему и камеру с тест-объектом путем углового перемещения тест-объекта, пока сквозное отверстие трубки 2 на изображении не будет соответствовать фактическому геометрическому размеру. Полученное таким образом изображение тест-объекта используют для определения соответствия между размерами тест-объекта на полученном изображении и его фактическими геометрическими размерами. Соответствие между размерами тест-объекта при сквозной калибровке масштабного коэффициента переноса изображения в тракте формирования и регистрации изображений устанавливают путем определения пиксельных координат центров всех стальных шаров и подбором проективного преобразования, позволяющего перевести установленные пиксельные координаты в известные координаты центров стальных шаров в плоскости тест-объекта. Определив проективное преобразование, применяют его при обработке изображений исследуемых объектов, для чего заменяют тест-объект на исследуемый объект и получают, цифровое изображение протонного пучка, который пропускают через магнитооптическую систему и камеру с объектом исследования. Затем подобранное при использовании изображения тест-объекта проективное преобразование применяют при обработке изображений объекта исследования.

Т.о. заявляемый способ позволяет повысить качество и точность обработки зарегистрированных протонных изображений.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПРОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПРОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПРОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 727 items.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013
Showing 1-10 of 14 items.
10.05.2014
№216.012.c141

Устройство и способы:настройки магнитной системы формирования пучка протонов в объектной плоскости протонографического комплекса, согласования магнитной индукции магнитооптической системы формирования изображения и контроля настройки многокадровой системы регистрации протонных изображений

Изобретение относится к области регистрации изображений, сформированных с помощью пучка протонов, и может быть использовано при исследовании объектов с помощью радиографических методов. Устройство для настройки магнитооптической системы формирования пучка протонов состоит из импульсного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515222
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.09.2014
№216.012.f881

Способ определения экспериментальным путем функции размытия точки (фрт) в конверторе для регистрации протонного излучения

Изобретение относится к протонной радиографии и к способам регистрации изображений. Согласно способу выводят и отклоняют из протонного пучка часть протонов, пропуская их через изогнутый каналирующий кристалл и направляют на конвертор регистрирующей системы. На полученном изображении выделяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529454
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.12.2014
№216.013.1248

Способ формирования протонных изображений, получаемых с помощью магнитной оптики, работающей с увеличением

Использование: для формирования протонных изображений. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют формирование протонного пучка, пропускание его через объект исследования, пропускание прошедшего излучения через магнитную оптику, состоящую из квадрупольных линз, схему размещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536103
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.01.2016
№216.013.a240

Способ формирования изображения быстропротекающего процесса с помощью протонного излучения

Использование: для формирования изображения быстропротекающего процесса с помощью протонного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает ввод протонного пучка, по крайней мере, в один магнитооптический канал, изменение ширины протонного пучка на разные величины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573178
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.04.2016
№216.015.332c

Способ регистрации протонных изображений, сформированных с помощью магнитооптической системы

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способам формирования и регистрации протонных изображений с помощью магнитной оптики. Способ регистрации протонных изображений, сформированных с помощью магнитооптической системы, включает формирование протонного пучка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582205
Дата охранного документа: 20.04.2016
13.01.2017
№217.015.8cf6

Способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способу регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения, и может быть использовано в системах цифровой съемки для определения внутренней структуры объектов или исследования быстропротекающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604723
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.c1c4

Способ получения протонных изображений

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способам регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения. Способ получения протонных изображений включает в себя этапы, на которых осуществляют пропуск протонного пучка через область...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617722
Дата охранного документа: 26.04.2017
20.01.2018
№218.016.1246

Способ и устройство исследования характеристик заряда взрывчатого вещества и способ идентификации свойств взрывчатого вещества

Группа изобретений относится к области исследования материалов с помощью протонной радиографии при ударно-волновом нагружении. Способ исследования характеристик заряда взрывчатого вещества (ВВ) включает ударно-волновое нагружение элемента при подрыве исследуемого заряда ВВ, при этом, с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634249
Дата охранного документа: 24.10.2017
19.04.2019
№219.017.2c1e

Устройство для получения последовательности кадров изображения

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в системах наблюдения быстропротекающих процессов. Устройство для получения последовательности кадров изображения содержит оптически связанные и последовательно соединенные оптоволоконный преобразователь и камеру с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286589
Дата охранного документа: 27.10.2006
18.05.2019
№219.017.53d4

Способ исследования поведения материалов при ударно-волновом нагружении с помощью протонной радиографии

Использование: для исследования материалов при ударно-волновом нагружении с помощью протонной радиографии. Сущность изобретения заключается в том, что получают экспериментальное изображение пучка протонов с помощью системы регистрации после прохождения через объект исследования с последующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687840
Дата охранного документа: 16.05.2019

Похожие РИД в системе