基于退化模型复原与卷积神经网络的光学元器件损伤在线检测技术研究
发布时间：2021-10-21 18:51
伴随着科技的不断发展,基于计算机技术的视觉处理方法开始在视觉领域大放异彩。在大型光学装置领域,传统的离线检测技术需要对光学装置中的元器件拆卸后进行分析,所以离线检测技术不仅效率无法保证而且还会影响装置的使用成本以及使用寿命。因此光学元器件损伤在线检测技术的研究成为了一个急需解决的问题。在光学元器件在线检测的研究中,近些年国内外的相关研究也提出了多种方法,但这些方法都是基于传统的图像处理方法的研究。近年来随着机器学习与人工智能等技术的发展,采用卷积神经网络进行图像处理成为了计算机图像处理领域的热门方法。在此背景下,本文提出了基于退化模型复原与卷积神经网络的光学元器件损伤在线检测方法,将卷积神经网络技术与传统的图像处理技术中的复原技术进行结合,对损伤图像进行在线检测。首先,本文通过退化模型复原技术对图像进行建模,随后根据损伤图像中已有的先验知识,对损伤图像设计复原算法,并将该算法应用到损伤图像的退化模型复原中去,观察实验的结果并和国内外所采用的基于传统图像处理的方法进行对比分析。随后,由于大型光学装置的特殊性,获取光学损伤图像成本极高。为了便于后续分类器的训练,本文中设计了一种数据集制作方...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大型光学装置打靶成像图
?Ｉ?參■■?■■??图１．１大型光学装置打靶成像图??通过对损伤机理的研究进而提高光学元器件的材料抗损伤能力。经过多年来的发??展，科研人员逐渐意识到激光的诱导使光学装置中的元器件产生损伤是一个包含??多种因素共同作用的过程，它受许多种因素的影响，且光学元器件损伤是一个不??可逆的过程，而损伤通常会造成光学装置的性能损失甚至无法工作，其后果是很??严重的。??由于光学元器件不同于普通的机械零部件，其对尺寸、材料等等各方面的要??求尤为严格，所以其制备工艺复杂，加工时间长。当光学元器件发生损伤时，将??导致光学设备的整体效率下降甚至无法运行。所以一旦光学元器件发生损伤，将??导致各种成本大大提升，甚至产生不可预知的后果。研究表明，当光学元器件发??生损伤时
为目标像素构建一个滤波模板，然后对滤波模板中的所有像素点上像素值进行计??算求得其平均值，随后将该值作为一个新的值去取代原像素值。常用的滤波模板??为３ｘ３的矩阵。如下图２．１表示：??３?５?６?３?５?６??６?３?２??＞?６?４．５６?２??３?６?７?３?６?７??图２．１均值滤波示意图??上图中，灰色为中心像素点。经过滤波之后，用滤波模板中的所有像素点上??像素值进行计算求得的平均值去替代原中心像素点的像素值３。通过这种滤波模??板计算方法，对图像进行循环遍历计算数字图像在每个像素点上的像素值，然后??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于局域信号增强的光学元件损伤检测[J]. 田玉婷,邬融,杨野. 中国激光. 2018(11)
[2]基于振镜扫描方式的光学元件表面损伤检测[J]. 郭亚晶,唐顺兴,姜秀青,朱宝强,林尊琪. 光学学报. 2017(06)
[3]基于RANSAC-LSSVM回归的惯性约束聚变光学元件损伤在线检测技术[J]. 冯博,陈凤东,刘炳国,彭志涛,刘楠,刘国栋,孙和义. 中国激光. 2013(08)
[4]光学元件损伤在线检测图像处理技术[J]. 冯博,刘炳国,陈凤东,刘国栋,彭志涛,元浩宇,孙和义. 强激光与粒子束. 2013(07)
[5]惯性约束聚变装置总体布局和结构设计[J]. 朱明智,王美聪,陈晓娟,吴文凯,陈刚. 光学精密工程. 2013(03)
[6]熔石英表面损伤修复点的损伤概率[J]. 蒋勇,袁晓东,刘春明,贺少勃,罗成思,王海军,吕海兵,郑万国,向霞,祖小涛. 强激光与粒子束. 2012(06)
[7]基于小波变换与改进的Roberts算子融合的图像边缘检测[J]. 陈志强,郭永亮,陈诗哲. 传感器世界. 2011(04)
[8]基于物理模型的快速单幅图像去雾方法[J]. 禹晶,李大鹏,廖庆敏. 自动化学报. 2011(02)
[9]一种改进roberts算子边缘检测[J]. 高勇钢. 巢湖学院学报. 2009(06)
[10]光学元件损伤暗场图像中的目标自动提取研究[J]. 李付明,李大海,彭志涛,张际,孙志红,曹益平. 激光杂志. 2008(02)
博士论文
[1]强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D]. 彭志涛.中国工程物理研究院 2011
硕士论文
[1]基于机器视觉的光学元件损伤在线检测研究[D]. 陈静.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]基于大气散射模型的雾霾天道路图像清晰化[D]. 朱瑜辉.北京工业大学 2010
本文编号：3449538
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大型光学装置打靶成像图
?Ｉ?參■■?■■??图１．１大型光学装置打靶成像图??通过对损伤机理的研究进而提高光学元器件的材料抗损伤能力。经过多年来的发??展，科研人员逐渐意识到激光的诱导使光学装置中的元器件产生损伤是一个包含??多种因素共同作用的过程，它受许多种因素的影响，且光学元器件损伤是一个不??可逆的过程，而损伤通常会造成光学装置的性能损失甚至无法工作，其后果是很??严重的。??由于光学元器件不同于普通的机械零部件，其对尺寸、材料等等各方面的要??求尤为严格，所以其制备工艺复杂，加工时间长。当光学元器件发生损伤时，将??导致光学设备的整体效率下降甚至无法运行。所以一旦光学元器件发生损伤，将??导致各种成本大大提升，甚至产生不可预知的后果。研究表明，当光学元器件发??生损伤时
为目标像素构建一个滤波模板，然后对滤波模板中的所有像素点上像素值进行计??算求得其平均值，随后将该值作为一个新的值去取代原像素值。常用的滤波模板??为３ｘ３的矩阵。如下图２．１表示：??３?５?６?３?５?６??６?３?２??＞?６?４．５６?２??３?６?７?３?６?７??图２．１均值滤波示意图??上图中，灰色为中心像素点。经过滤波之后，用滤波模板中的所有像素点上??像素值进行计算求得的平均值去替代原中心像素点的像素值３。通过这种滤波模??板计算方法，对图像进行循环遍历计算数字图像在每个像素点上的像素值，然后??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于局域信号增强的光学元件损伤检测[J]. 田玉婷,邬融,杨野. 中国激光. 2018(11)
[2]基于振镜扫描方式的光学元件表面损伤检测[J]. 郭亚晶,唐顺兴,姜秀青,朱宝强,林尊琪. 光学学报. 2017(06)
[3]基于RANSAC-LSSVM回归的惯性约束聚变光学元件损伤在线检测技术[J]. 冯博,陈凤东,刘炳国,彭志涛,刘楠,刘国栋,孙和义. 中国激光. 2013(08)
[4]光学元件损伤在线检测图像处理技术[J]. 冯博,刘炳国,陈凤东,刘国栋,彭志涛,元浩宇,孙和义. 强激光与粒子束. 2013(07)
[5]惯性约束聚变装置总体布局和结构设计[J]. 朱明智,王美聪,陈晓娟,吴文凯,陈刚. 光学精密工程. 2013(03)
[6]熔石英表面损伤修复点的损伤概率[J]. 蒋勇,袁晓东,刘春明,贺少勃,罗成思,王海军,吕海兵,郑万国,向霞,祖小涛. 强激光与粒子束. 2012(06)
[7]基于小波变换与改进的Roberts算子融合的图像边缘检测[J]. 陈志强,郭永亮,陈诗哲. 传感器世界. 2011(04)
[8]基于物理模型的快速单幅图像去雾方法[J]. 禹晶,李大鹏,廖庆敏. 自动化学报. 2011(02)
[9]一种改进roberts算子边缘检测[J]. 高勇钢. 巢湖学院学报. 2009(06)
[10]光学元件损伤暗场图像中的目标自动提取研究[J]. 李付明,李大海,彭志涛,张际,孙志红,曹益平. 激光杂志. 2008(02)
博士论文
[1]强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D]. 彭志涛.中国工程物理研究院 2011
硕士论文
[1]基于机器视觉的光学元件损伤在线检测研究[D]. 陈静.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]基于大气散射模型的雾霾天道路图像清晰化[D]. 朱瑜辉.北京工业大学 2010
本文编号：3449538
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