×
07.06.2019
219.017.74d8

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПРОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

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.

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

Показаны записи 41-50 из 796.
27.06.2015
№216.013.585b

Устройство для инициирования

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в конструкциях воспламенительных устройств для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме, в частности при инерционных воздействиях в процессе срабатывания устройства. Устройство для инициирования содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554160
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.58ed

Способ оценки микромеханических характеристик локальных областей металлов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для прогнозирования свойств металлов и сплавов. Сущность: подбирают образцы одной марки стали, термообработанные при разных режимах. Внедряют индентор в произвольную зону образца, пошагово увеличивают нагрузку в заданном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554306
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.590c

Узкополосный кольцевой волоконный лазер

Узкополосный кольцевой волоконный лазер состоит из диода накачки, элемента Пельтье и кольцевого однонаправленного резонатора. Указанный резонатор включает активное волокно, делитель излучения, поляризационный циркулятор, волоконно-оптический изолятор и спектральный уплотнитель с линейной частью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554337
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a63

Способ регулирования температурного уровня контурной тепловой трубы

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам (КТТ), и может быть использовано для термостабилизации различных теплонагруженных объектов. В способе регулирования температурного уровня контурной тепловой трубы путем автоматически регулируемого теплового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554680
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5b9e

Контактный датчик

Изобретение относится к средствам инициирования, а именно к реакционным контактным датчикам. Контактный датчик содержит проводник в виде провода, уложенного зигзагообразно между слоями из диэлектрического материала. Проводник уложен в пазы, выполненные в одном из слоев. Слои выполнены из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554995
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5c69

Стенд для градуировки акселерометров

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к стендам поверочным для градуировки акселерометров с использованием более точных средств измерения. Стенд для градуировки акселерометров содержит тензометрическое устройство с градуируемым акселерометром, тензодатчиками и бойком, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555198
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5fc3

Пожарный клапан

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для защиты рабочих емкостей от избыточного давления при возникновении пожара, например для аварийного перекрытия систем трубопроводов. Пожарный клапан с входным и выходным отверстиями содержит установленные во внутренней полости корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556056
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.08.2015
№216.013.6f85

Способ переработки отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к средствам переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). В заявленном способе разрушенные при рубке ТВЭЛов таблетки оксидного отработавшего ядерного топлива подвергают растворению при нагревании в водном растворе нитрата железа(III) при мольном отношении железа к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560119
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7253

Способ очистки жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к способу очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Заявленный способ предусматривает дозированное введение в кубовый остаток ЖРО перекиси водорода, обработку кубового остатка УФ-излучением ксеноновой лампы, микрофильтрацию с отделением шлама, содержащего радиоактивный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560837
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.72a7

Устройство для калибровки датчиков импульсного давления

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к калибровке датчиков импульсного давления методом создания импульсного давления в гидравлической камере. Устройство для калибровки датчиков импульсного давления содержит основание, на котором горизонтально закреплен подвижный подпор, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560921
Дата охранного документа: 20.08.2015
Показаны записи 11-14 из 14.
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