mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése
DESCRIPTION
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK. Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése. Készítette: Pálfalvi József Konzulens: Eördögh Imre (MTA MFA) Tanszéki konzulens: Dr. Dobrowiecki Tadeusz (BME MIT). - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/1.jpg)
MIKROSZKOPIKUS MÉRETŰ PARTIKULUMOK MORFOLÓGIAI
PARAMÉTEREINEK MÉRÉSE
Készítette:
Pálfalvi József
Konzulens:
Eördögh Imre (MTA MFA)
Tanszéki konzulens:
Dr. Dobrowiecki Tadeusz (BME MIT)
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEMMÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK
![Page 2: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/2.jpg)
2
FIZIKAI HÁTTÉR ÉS FELHASZNÁLÁS
Kozmikus, nagyenergiájú részecskék (sugárzás) detektálása egyre fontosabb (űrkorszak, űrturizmus)
Sugárzás hatása az emberi szervezetrenem elhanyagolható
Földön: sugárterhelés 17%-a kozmikuseredetű (a Föld mágneses tere még véd)
Űrben (űrutazás, űrséták): nincs természetes védelem
![Page 3: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/3.jpg)
3
FELMERÜLŐ KÉRDÉSEK
Felmerülő kérdések: Milyen részecskékből áll a sugárzás (energia,
tömeg, töltés)? Mekkora a dózis? Mik a hatások (rövid és hosszú távú)?
Válasz: Meg kellene mérni (lehetőleg helyben)!
Megoldás: Szilárdtest nyomdetektorok (CR-39)
![Page 4: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/4.jpg)
4
DETEKTOROK ANALIZÁLÁSA
• Részecskék romboló hatásának kihasználása
Előfeldolgozás (maratás)
![Page 5: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/5.jpg)
5
AMIT TUDUNK…
Az intenzitásképekről egyértelműen lehet következtetni a részecske fajtájára, energiájára
A részecske „nyom” felszínnel párhuzamos metszete egy ellipszis
Az ellipszis paramétereiből és a részecske „nyom” más adataiból (hossz, mélység…) kiszámítható az energia
![Page 6: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/6.jpg)
6
IMAN 2.0, PROBLÉMAFELVETÉS
Általános képfeldolgozó szoftver
Alapvető képfeldolgozási eszközök és eljárások megtalálhatók benne
Hiányosságok: kozmikus részecske specifikus, magas szintű
feldolgozás (és a speciális esetek kezelése) háttérdetektálás magasabb szintű megoldása
Cél: algoritmusok létrehozása ezek kezelésére (az algoritmusok bemenete az IMAN kimenete)
![Page 7: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/7.jpg)
7
KONKRÉT PROBLÉMÁK
Összetett (egymást fedő) részecske nyomok szétválasztása
„Csepp” alakú részecske nyomok kezelése
Háttér egyenetlenségeinek kiküszöbölése
![Page 8: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/8.jpg)
8
BELSŐ GÖRBÜLET
Második derivált (meredekség változás) Kontúroknál: iránytangens változás (relatív) Előjeles formájával meghatározhatók a konvex
és konkáv szakaszok Simított körvonalra igen robusztusan működik
![Page 9: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/9.jpg)
9
LENYOMAT (SIGNATURE)
A körvonal egy reprezentációja Csökkenti az eredeti probléma dimenzióját
(2D1D) Pl.: egy kitüntetett ponttól vett távolság és a
bezárt szög függvénye
![Page 10: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/10.jpg)
10
LENYOMAT (SIGNATURE)
Saját lenyomat készítése: csepp alakú nyom középtengelyének
megkeresése körvonalpontok távolságának ábrázolása közelítése 4-ed fokú függvénnyel illeszkedés minősége (hibája) jellemzi az alakot
![Page 11: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/11.jpg)
11
ALGORITMUSOK
Összetett nyomok szétválasztása: Belső görbület a körvonal minden pontjára Hu-paraméterek a konvex szakaszokra A kiválogatott konvex szakaszokra ellipszisek
illesztése Csepp alakú nyomok:
Saját lenyomat készítése Azonosított nyomokra ellipszis illesztés
![Page 12: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/12.jpg)
12
![Page 13: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/13.jpg)
13
![Page 14: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/14.jpg)
14
![Page 15: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/15.jpg)
15
![Page 16: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/16.jpg)
16
![Page 17: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/17.jpg)
17
![Page 18: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/18.jpg)
18
![Page 19: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/19.jpg)
19
![Page 20: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/20.jpg)
20
![Page 21: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/21.jpg)
21
![Page 22: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/22.jpg)
22
![Page 23: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/23.jpg)
23
![Page 24: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/24.jpg)
24
HÁTTÉRDETEKTÁLÁS
Adaptív módszer N db képből határozzuk meg minden pixelre
a háttérintenzitás értékét Egy pixel háttérintenzitása az adott pixelhez
tartozó értékek (N db) mediánja lesz Új kép beérkezésekor a pixelértékeket
frissítjük a legutóbbi N darabra (adaptivitás) A küszöbözés ez alapján minden pixelre
külön történik Ezzel kiküszöbölhető:
megvilágítás egyenetlensége megvilágítás változása a felvételek között
![Page 25: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/25.jpg)
25
IMPLEMENTÁCIÓ ÉS TESZTELÉS
MATLAB 7.7(fájlbeolvasás, algoritmusok, eredmény megjelenítők)
Tesztadatok: előzőleg, szakemberek által kiértékelt detektorok képei és statisztikái
Tesztelés célja: az algoritmusok helyességének, használhatóságának ellenőrzése
![Page 26: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/26.jpg)
26
TESZTEREDMÉNYEK
Ellipszis alakú nyom
Összetett nyom
Összes nyom
Etalon 1012 81 1179
Algoritmus 1000 76 1157
Összetett nyomok szétválasztása1. teszt (labor detektor)
Pontosság: 98%
Ellipszis alakú nyom
Összetett nyom
Összes nyom
Etalon 318 87 492
Algoritmus 285 63 388Pontosság: 79%
2. teszt (űrdetektor)
![Page 27: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/27.jpg)
27
TESZTEREDMÉNYEK
Pontosság: 68%
képfeldolgozás lépéseiben is van hiba (15%)
hamis negatív eredmények minimalizálása ↔ igaz pozitív eredmény is romlik
Csepp nyom Nem csepp nyom
Összesen
Etalon 90 59 149
Algoritmus 51 50 101
Csepp alakú nyomok azonosítása (űrdetektor)
![Page 28: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/28.jpg)
28
ÉRTÉKELÉS
Mindkét algoritmus működőképes (az irány jó)
Cseppek felismerése nem elég robusztus
Összetett nyomok szétválasztásából az összes részecske 25%-a származik, és az össznyomszám 10%-a csepp alakú nyom
fontos az algoritmusok helyes működése(már most sokat számít)
Futási idők: képmezőnként 15ms - 30ms (kielégítő)
![Page 29: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/29.jpg)
29
KITEKINTÉS, FEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK
Algoritmusok tökéletesítése további leírók bevonásával, kombinálásával (komponens analízis?)
Előfeldolgozási lépések (IMAN makro) felülvizsgálata, finomítása
IMAN programcsomagba való integrálás (Real-Time feldolgozás)
Kezelői felület kialakítása, az algoritmusok vizualizálásához, paraméterezéséhez
![Page 30: Mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/568132f4550346895d99af11/html5/thumbnails/30.jpg)
30
„SIC ITUR AD ASTRA”(„ÍGY JUTUNK A CSILLAGOKIG”)
Köszönöm a figyelmet!