Одним из наиболее широко распространенных методов - измерение геометрических параметров структурных элементов на фотографии, предварительно снятой с исследуемой системы. Этот метод достаточно эффективен, но трудоемок и занимает продолжительное время. Значительно более оперативными является методы получения и обработки телевизионных изображений. Однако известные установки для их реализации являются стационарными, недостаточно распространены и дороги. Нами разработана, изготовлена и испытана телевизионно-компьютерная установка, основными элементами которой являются широко распространенные и недорогие приборы. Автоматизация обработки изображений осуществляется на базе любого персонального компьютера с видеовходом.

Экспериментальная установка для определения размера частиц дисперсной фазы состоит из микроскопа, модульной видеокамеры на основе ПЗС (прибора с зарядовой связью), компьютера, блока сопряжения, системы подсветки и исследуемого объекта.

Изображение исследуемого объекта в отраженном свете от системы подсветки фокусируется с помощью оптической системы микроскопа на чувствительном элементе видеокамеры. Видеокамера вырабатывает стандартный видеосигнал, отражающий структуру СВС-материала, который посредством блока сопряжения вводится в память ЭВМ для дальнейшего анализа и обработки. Оптическая система микроскопа позволяет изменять коэффициент увеличения, поэтому с помощью система в целом можно добиться кадров изображения дисперсной среды разной масштабности, выбрать приемлемое увеличение для конкретного материала. На Рис.1 и Рис.2 представлено изображение одного и того же СВС материала, выполненное с различным коэффициентом увеличения. При получении этих снимков было использовано боковое освещение материала (практически единственно возможный способ при данной схеме измерения), что порождает дополнительные помехи в виде бликов, затрудняющих автоматическую обработку изображений.

Разработана установка, где в качестве передающей оптической среды используется многоволоконный регулярный световод. Данная схема позволяет производить качественные и количественные измерения, осуществлять контроль материалов непосредственно в процессе производства. В этом устройстве реализована система импульсной подсветки в области видимой и инфракрасной областей спектра, причем подсветка и информационный сигнал передаются по одному и тому же световоду. Применение данной схемы решает проблему бликов, возникающих в процессе боковой подсветки, и делает изображение среды значительно более приемлемым для машинной обработки. В настоящее время проводиться серия экспериментов по исследованию работы данного устройства с различными видами порошковых и пористых материалов, а также эмульсий и суспензий в объемах технологических аппаратов.

Разработанный алгоритм автоматической обработки изображений учитывает:

• аппертурные неопределенности, которые содержит исходное изображение системы или возникающие в процессе оцифровки;
• неидеальность формы частиц и наличие теней и бликов;
• наложение изображений структурных элементов.

В настоящее время проводится разработка более скоростного алгоритма с использованием более предпочтительных способов хранения информации.

При решении данной задачи был предложен “способ определения геометрических параметров объектов на изображении” и получен патент [1].

Рис. 2

Литература

1. Леонов Г.В., Мещеряков Р.В. Способ определения геометрических параметров объектов на изображении. Патент РФ № 111478 от 20.05.9.