Тема: МЕТОДЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ПРОСТРАНСТВЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ ЧАСТИЦ ИЗ ЦИФРОВЫХ ГОЛОРАММ

2017 год проходит в России под знаком охраны окружающей среды, а потому задачи улучшения экологической сферы являются основными для государства и общества.
Методы цифровой голографии позволяют детально исследовать частицы размерами от сотни микрометров и выше, в результате чего они востребованы при исследовании планктонных частиц в их естественной среде обитания.
Планктон - разнородные, в основном мелкие организмы, свободно дрейфующие в толще воды и не способные сопротивляться течению. Планктон непосредственно или через промежуточные звенья пищевой цепи является пищей для большинства водных животных. Он может являться биоиндикатором среды. Исследования зоопланктонных организмов помогают определить загрязнённость водоёмов и определить экологические особенности определённой области. Поэтому задача исследования планктона как биоиндикатора актуально в наше время.
Оценка окружающей среды исследуется по двигательной активности планктона. В естественной среде обитания, с помощью погружаемых устройств. Для этих целей используется цифровая голография.
При использовании методов цифровой голографии, можно получить следующие данные о частицах: форма, размер, пространственное положение и скорость каждой частицы. Цифровая голография позволяет записывать, хранить, обрабатывать и быстро преобразовывать огромное количество данных. А также не воздействует на исследуемый объём и не требует предварительной информации об объекте.
Цифровая голография используется не только для детального исследования формы, ориентации и измерения размеров частиц, но и для определения их положения в пространстве с целью последующего исследования динамики, построения траектории движения.
В работе рассмотрено несколько методов определения пространственного положения частиц по восстановленным изображениям с цифровых голограмм. Но предложенные методы не подходят, так как определяют координаты либо сферических частиц, либо частиц, размеры которых соответствуют размерам несколько пикселей ПЗС-камеры. Разработка методов определения координат частиц, сложной формы, по данным восстановленным из цифровых голограмм, является актуальной задачей.

Купить

В работе рассмотрены основные принципы регистрации и восстановления цифровых голограмм. Проведено сравнение схем регистрации цифровых голограмм. На основании сравнения выбрана осевая схема на просвет, поскольку она менее требовательна к разрешающей способности приёмника.
В работе приведён анализ существующих методов определения продольного положения частиц по восстановленным изображениям с цифровых голограмм. Пространственное положение частицы может быть определенно по данным из цифровых голограмм, если в качестве продольной координаты выбрать расстояние восстановления, соответствующее плоскости наилучшей фокусировки голографического изображения частицы методом ГК, а в качестве поперечных координат - координаты центра тяжести изображения в указанной плоскости.
Произведена апробация реализованных методов на планктонных частицах. В результате чего было получено пространственное положение планктонных частиц, построена её траектория движения и определенна скорость.
Предложены рекомендации для использования данного метода для оценки экологического состояния акватории.

Купить