×
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 71-80 of 796 items.
27.08.2016
№216.015.512d

Устройство охлаждения активного элемента твердотельного лазера

Устройство охлаждения активного элемента твердотельного лазера содержит активный элемент, расположенный в оболочке из оптически прозрачного теплопроводного материала, и металлические ламели, контактирующие с внешней стороной оболочки. Между активным элементом и оболочкой размещена оптически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596030
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.513c

Лазерный детонатор

Изобретение относится к средствам взрывания, а именно к лазерным детонаторам. Содержит установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ. Последний выполнен в виде инициирующей и выходной навесок и снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596171
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.517d

Устройство для определения аэродинамических нагрузок, действующих на оперение модели

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике. Устройство содержит модель объекта, установленную на хвостовой державке, закрепленной в стойке аэродинамической трубы, и измерительное весовое устройство, соединяющее державку с испытываемой моделью. Измерительное весовое устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596038
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51ad

Несущая рама излучателя твердотельного лазера с диодной накачкой

Изобретение относится к механическим приспособлениям, используемым в квантовой электронике, а именно к несущим элементам конструкции твердотельных лазеров с диодной накачкой, и может быть использовано при создании лазерных и прочих оптических приборов и систем с большим числом оптических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596037
Дата охранного документа: 27.08.2016
10.08.2016
№216.015.537d

Способ лазерной сварки соединения труба - трубная доска

Изобретение относится к способу лазерной сварки соединений труба - трубная доска. Предварительно перед сваркой осуществляют сборку соединений труба - трубная доска с зазором меньше 0,2 мм. Предварительно устанавливают фокальную плоскость лазерного луча относительно свариваемой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593883
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5485

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к антенной технике. Кольцевая щелевая антенна содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний цилиндры, проводящее кольцо, первый и второй коаксиальные соединители, первую и вторую точки питания, первый и второй проводящие штыри. Проводящее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593422
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.54c4

Способ получения информации о входном оптическом сигнале, основанный на преобразовании моделированных оптических сигналов с помощью гетеродинного фотоприемного устройства, и устройство для его реализации

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа и устройства для получения информации о входном оптическом сигнале. Способ основан на преобразовании модулированных оптических сигналов с помощью гетеродинного фотоприемного устройства и заключается в том, что модулируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593429
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.560c

Контейнер для транспортирования и хранения отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к контейнерам и предназначено для транспортирования и длительного хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в виде отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС). Контейнер для транспортирования ОЯТ содержит металлический корпус с нижним комингсом с закрепленными на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593273
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5646

Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок реактора ввэр-1000

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к дистанционирующим устройствам, в которых размещаются отработавшие тепловыделяющие сборки реактора ВВЭР-1000, во время их транспортирования и хранения в контейнерах. Чехол для размещения и хранения отработавших тепловыделяющих сборок содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593388
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c94

Способ определения динамического коэффициента внешнего трения

Использование: механические испытания материалов, в частности определение динамического коэффициента внешнего трения. Для определения динамического коэффициента внешнего трения используются два образца, нижний из которых закрепляют на платформе, способной поворачиваться относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589955
Дата охранного документа: 10.07.2016
Showing 11-14 of 14 items.
02.10.2019
№219.017.cfb6

Способ определения экспериментальным путем функции размытия точки при обработке изображений, сформированных с помощью протонного излучения (варианты)

Использование: для протонной радиографии, в частности для обработки оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения, и может быть использовано, например, в системах цифровой съемки для определения внутренней структуры объектов или исследования быстропротекающих процессов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700707
Дата охранного документа: 19.09.2019
12.12.2019
№219.017.ec56

Способ настройки магнитооптической системы протонографического комплекса

Использование: для настройки магнитооптической системы протонографического комплекса. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют пропускание пучка протонов через объектную плоскость магнитооптической системы, включающей магнитные линзы и коллиматор, с последующим получением с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708541
Дата охранного документа: 09.12.2019
04.06.2020
№220.018.23d1

Способ получения и обработки изображений, сформированных с помощью протонного излучения

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722620
Дата охранного документа: 02.06.2020
24.07.2020
№220.018.371c

Способ настройки магнитооптической системы протонографического комплекса (варианты)

Использование: для настройки магнитооптической системы протонографического комплекса. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют подбор оптимального диаметра входящего в магнитооптическую систему коллиматора с точки зрения получения максимальной контрастной чувствительности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727326
Дата охранного документа: 21.07.2020
+ добавить свой РИД