一、显微图像中形态参数的测定分析（论文文献综述）
郝一枫[1]（2021）在《农业物料微观力学检测系统研制与应用》文中进行了进一步梳理农产品、农作物的力学特性是确定其机械损伤条件、优化工艺参数和机具设计参数的重要指标之一。现有研究通常使用万能材料试验机对样品的宏观力学特性进行检测,但农产品、作物的损伤往往是从微观组织的损伤开始并不断演变,样品宏观力学特性难以反映其微观结构的变形及损伤。因此,需要对加载过程中样品的应力、应变及微观结构变化信息进行同步获取,以全面评价样品力学特性,并获取微小损伤的产生条件。为此,论文研制了一种农业物料微观力学检测系统,试验获得了系统的检测性能与检测条件;以典型水果苹果、典型作物水稻茎秆为检测对象,开展了微观力学试验。主要研究内容与结果如下:（1）研制了农业物料微观力学检测系统,由驱动模块、应力-应变检测模块、数据采集模块、图像采集模块和控制及数据处理模块等组成,能够进行微观压缩、拉伸和弯曲试验,并同步获取样品受力、变形和微观结构变化;加载位移驱动、显微图像测量、样品形变测量的最大相对误差分别为2.00%、1.77%和1.33%,弹性系数检测的最大相对误差为0.94%,能够满足对农业物料微观力学特性检测的要求。（2）利用农业物料微观力学检测系统对常见水果苹果进行微观拉伸、压缩试验。结果表明,样品宽度、放置时间、固定方式和加载速度对检测结果的影响均不显着,较佳的检测条件为样品长、宽、厚分别为5 mm、5 mm和3 mm,取样后立即开始试验,压缩试验不使用粘合剂,拉伸试验利用粘合剂对样品两端面固定,加载速度为0.6 mm/min。苹果薄壁组织的拉伸弹性模量、压缩弹性模量分别为3.265±0.520 MPa、2.288±0.261 MPa;应变0-4%时,细胞并没有明显形变;不同位置的细胞形变并不同步,靠近载荷施加部位的细胞先产生形变,而组织中部的细胞在样品整体应变较大时仍没有明显形变;苹果薄壁组织在应力-应变曲线中屈服阶段前的应力最大值处会发生局部失效,产生不可逆的损伤;其后,随着应变进一步增大,局部失效开始出现在组织的其他部位。（3）利用农业物料微观力学检测系统对常见作物授粉期杂交水稻进行微观弯曲试验。结果表明:（1）不同节间的微观弯曲模量在抽穗初期、中期和末期分别为5.15-70.59 MPa、13.64-51.35 MPa和38.17-60.29 MPa,除第1节间外,其余节间的微观弯曲模量随时间增加而增大,在各个时期内随高度上升而减小;节间的弯曲失效应变在抽穗初期、中期和末期分别为0.10-0.23、0.17-0.26和0.12-0.24,并随着时间的增加而增大,在各个时期内随高度的上升而减小;节间的微观弯曲强度在抽穗初期、中期和末期分别为3.03-7.54 MPa、4.39-6.08MPa和4.50-7.54 MPa,在各个时期内随着高度上升而减小;节间的微观压缩模量在抽穗初期、中期和末期分别为4.36-62.98 MPa、10.44-72.22 MPa和23.50-139.22 MPa,随时间的增加而增大,在各个时期内随高度上升而减小;叶鞘能够为节间提供额外的支撑作用,尤其是对于较高的节间;（2）施加赤霉酸后杂交水稻父本的株高显着增加,且其主要来源于第2及第3节间的伸长,但其弯曲模量以及压缩弹性模量显着下降;虽然节间的纤维素结晶度在喷洒赤霉酸后有所上升,但第2至第4节间的弯曲模量在抽穗初期及中期显着下降;（3）授粉期内,对于直径变化较小的节间,宏观与微观弯曲模量变化趋势较为接近,但对直径有所变化的节间,更大的直径导致了更小的宏观弯曲模量测量值;宏观力学特性试验检测的宏观力学特性难以反映茎秆壁本身的力学特性,需要对小尺度的样品进行检测。
马博渊[2]（2021）在《小样本复杂三维材料组织图像分割方法研究与应用》文中研究表明计算机视觉是一门“教”会计算机如何去“看”世界的科学,旨在使用计算机及相关设备对生物视觉进行模拟,进而代替肉眼对数字图像中的目标进行处理、识别、分析和理解。目前,随着计算机硬件及计算机视觉方法的不断发展,以及随着多学科间的深入交叉和融合,科学工作者开始尝试将以图像分割为代表的人工智能和计算机视觉技术运用到材料科学领域,旨在通过图像处理方法定量地分析物体内部的微观结构,解构物体微观表征与宏观性能间的关联关系。由于纯铁多晶粒组织是一种典型的材料微观组织,本文以它作为研究对象,开展相应的研究工作。然而,不同于自然场景图像分割任务,纯铁多晶粒组织图像分割首先是一个具有复杂形状的类别不平衡二值分割任务,需要在二维系列截面上逐个识别并提取每个晶粒,但各晶粒间具有不同的形状特征,却没有明显的纹理表征差别,为算法的设计造成了困难;其次,晶粒组织在空间中呈现三维立体状态,即单个晶粒会在多层截面中存在组织区域,而且由于晶粒的复杂性,各截面间存在晶粒突变、晶粒消失和晶粒新增的现象,如何设计鲁棒的算法识别多层截面间的同一个晶粒进行三维分割或聚合是纯铁多晶粒组织重构的关键;最后,为进一步提高基于监督学习的模型性能,需要大量具有标注的数据训练模型。但由于材料制备过程复杂、标注过程琐碎且耗时,通常仅能获得少样本的标注数据,因此亟需数据增广方法提高模型的泛化性。本文以材料显微图像中的纯铁多晶粒组织图像为研究对象,开展相关研究,主要工作包括:（1）针对二维材料显微图像中具有多种复杂形状的微观结构的特点,本文提出一种基于骨架感知的损失函数加权方法,驱使模型在训练过程中保留目标区域的形状信息,提高了图像分割的准确性。相比经典的加权方法,本文提出的方法具有如下特点:1)自适应性。可根据目标区域的形状自适应地进行加权;2)全面性。本文提出的方法对边界区域和目标区域均进行加权,有效地记录了目标区域的形状信息;3)易用性。本文提出的方法没有超参数,不需要根据任务类型手动调整参数,可方便移植到不同的数据上。通过在5个基线模型上进行测试,本文提出的方法在两个数据集（纯铁多晶粒组织图像和动物神经元图像）的分割任务上,其性能超过了当前经典的9种损失函数。特别地,经过实验对比,本文提出的方法由于驱使模型关注区域的形状信息,分割结果中的合并错误（Merge Error）低于其他经典方法。（2）针对三维晶粒重建或区域聚合时,由于各晶粒复杂交错造成识别精度低的问题,本文提出了一种基于深度学习的区域聚合方法,可识别不同截面的同一晶粒区域,进而在二维图像分割的基础上实现三维分割或聚合,提高了截面图像间目标识别的准确率。经过实验对比,本文提出的方法有效利用了深度学习方法提取的高维特征,其错误率低于经典的最小质心距、最大区域重合面积和最相似图像矩,等基于手工设计特征的方法。并且,本文提出的方法在各向同性和各向异性数据集上均取得一致的提高,说明本文提出的方法可在不经修改的情形下应用于不同数据集。（3）针对用于训练图像分割模型所需的标注数据量匮乏且标注过程琐碎耗时的瓶颈问题。为进一步快捷地提高模型的性能,本文提出一种基于风格迁移的数据增广方法,通过风格迁移融合模拟仿真模型中的晶粒结构信息和真实图像中的纹理信息创建合成图像,以此作为数据增广扩充用于训练图像分割模型的数据集。实验结果表明,本文提出的数据增广策略可为材料显微图像分割任务带来性能增益,该增益效果在小数据集上尤为明显。并且所提出的数据增广策略平均单张图像的合成时间约为真实图像数据制备的1%。而且在仅使用35%的真实图像数据基础上,结合合成图像数据,其性能超过了单一使用100%的真实图像数据训练模型的效果,表明本文方法可节省65%的真实图像数据制备工作量。通过对比实验,本文证明所提出的基于风格迁移的数据增广策略优于传统数据增广方法和基于预训练-微调的迁移学习方法。在此基础上,本文研发了一个基于深度学习的材料显微图像分割软件,为材料科研人员提供一个可视化操作工具,具有图像数据标注、模型推理、分割结果矫正等核心功能,利于材料科研工作者在实际应用中便捷、准确地分析材料显微图像,并且为后续模型改进加速了数据积累的过程。同时,本文针对大尺寸材料图像分割应用提出一种调整版的错切裁剪策略,相对于传统的错切裁剪策略,本文的方法将核心区域裁剪过程与网络结构设计过程相剥离,避免了在网络结构设计中计算核心区域裁剪大小的复杂过程,降低了输入图像尺寸的要求,进而降低深度学习模型在实际应用中对高显存硬件设备的依赖,即在图像分割模型训练完成后,可通过调整超参数方便地运行在具有不同硬件配置的机器上。
张悦[3]（2020）在《基于URDnet的冷冻电镜图像颗粒提取研究》文中指出单颗粒冷冻电镜（cryo-electron microscopy,cryo-EM）技术是当下测定生物大分子高分辨率结构与解析其功能机制的重要手段。颗粒选取对于单颗粒冷冻电镜技术是至关重要的步骤,且对单颗粒生物大分子三维重构来说更是关键的第一步,选择颗粒的质量直接影响了单颗粒大分子三维结构测定的效率和最终分辨率。冷冻电子显微镜图像的低信噪比,低对比度,背景噪声严重、杂质多等特点,使得颗粒自动识别同时保证效率与可靠性较困难。高分辨率的冷冻电镜图像三维重构通常需要收集万级的颗粒图像,因此,如何自动地提取冷冻电镜颗粒并提高用于三维重构的颗粒图像质量成为了冷冻电镜结构测定的主要瓶颈之一。针对此问题,本文提出了一种基于U-Net与残差密集神经网络的深度学习网络模型（URDnet）,它能实现从冷冻电镜图像中准确地自动定位并提取颗粒。具体内容总结如下:1.针对冷冻电镜图片低信噪比、背景强度不均衡等特点造成图像中颗粒识别精度不高的问题,本文提出了提升冷冻电镜原始图像质量的数据预处理方法,应用直方图均衡和维纳滤波算法提高对比度,调整整体强度,削弱背景噪声。预处理后的图像更有利于网络模型对冷冻电镜图像的特征提取。在网络模型设计中选取图像语义分割领域的流行深度学习网络U-Net作为基础网络框架,以实现全局特征融合,在使用少量训练图像的情况下能从嘈杂的背景噪声中准确的检测出颗粒。在U-Net架构的编码器部分嵌入残差密集模块不仅实现局部残差特征学习,而且增强了局部密集特征融合,从而提升电镜图像中伪影的分割精度。2.针对冷冻电镜图片中颗粒数目过大造成的人工标注负担,以及碳膜、冰渣、解离或堆叠粒子等杂质对颗粒提取的干扰,本文设计了一种结合点级标签和像素级标签的注释方法以构造训练网络的数据集,对冷冻电镜图像中不同的目标使用不同强弱级别的监督,大程度地提高了图像标注效率,避免了从杂质区域中选取颗粒。在颗粒框取步骤引入了连通域分析法,得到标记为“颗粒”的所有连通域的信息以定位待选颗粒,并根据单连通域面积均值等参数设定一定的阈值以剔除不符合要求的假阳性颗粒,大大提升了选取颗粒的精度。本文的方法训练并测试了80S核糖体、HCN1通道、Tcd A1毒素亚基和KLH（钥孔血蓝蛋白）的公共数据集。实验结果与其他的主流方法相比显示了出色的颗粒选取性能,对多种蛋白质数据具有高度的适用性,且能以更高分辨率获取提取颗粒的3D结构。
蒋美林[4]（2020）在《基于絮体微观形态探讨双黄连制剂醇沉关键工艺参数对醇沉效果影响分析研究》文中提出背景作为中药制剂生产过程中的一种精制方法,水提醇沉法是先用水提取药材,然后用一定体积分数的乙醇加入水提液进行沉淀,再过滤除去沉淀下来的杂质。醇沉具有操作简单、溶剂安全、设备成本相对低廉及提高药液澄明度等优点,因此尚不能完全被高速离心、大孔吸附树脂、絮凝及等膜分离精制工艺所取代。在以往考察醇沉醇沉工艺的研究中,主要考察醇沉上清液,对醇沉上清液中的有效成分的含量进行研究。因此,本文在以往的研究基础上,不仅考察双黄连制剂醇沉上清液的指标成分,而且从醇沉絮体所具有的非线性、复杂及不规则的特点出发,引用分形理论和定量图像分析技术,开展醇沉絮体的微观形态学研究,考察工艺参数对醇沉絮体微观形态变化及醇沉效果的影响,并考察两者内在联系,为醇沉过程精细化控制提供理论依据。目的1.针对双黄连制剂,对影响双黄连制剂醇沉过程的醇沉工艺参数进行筛选,筛选出醇沉关键工艺参数,为开展关键工艺参数与醇沉絮体微观形态和醇沉效果研究打下基础。2.建立双黄连制剂醇沉絮体微观形态参数测定方法,为准确表征双黄连制剂醇沉絮体微观形态提供支持。3.研究双黄连制剂醇沉关键工艺参数对醇沉絮体微观形态和醇沉效果的影响,探讨醇沉絮体微观形态参数与醇沉效果的内在联系,分析指标成分综合保留率与醇沉关键工艺参数影响的原因。方法:1.选取《中国药典》中双黄连制剂为研究对象,参考双黄连制剂“制法”中关于金银花和连翘醇沉操作内容,运用单因素实验设计方法,考察静置温度、醇料比、加入乙醇体积分数、醇沉前浓缩液密度、醇沉时间、搅拌速度、加醇流速、醇沉前浓缩液温度、醇沉方式等九个醇沉工艺参数对指标成分综合保留率和固体去除率的影响,筛选双黄连制剂醇沉关键工艺参数。并对关键工艺参数下醇沉上清液指纹图谱进行分析,比较关键工艺参数对成分的影响。2.采用光学显微镜获取双黄连制剂醇沉絮体原始形态图像,从絮体的密实度、大小、伸长性及规则性方面考察背景校正、增强对比度、噪声、阈值分割及絮体取样方法对图像微观参数的影响,最终建立双黄连制剂醇沉絮体微观形态参数测定方法。3.考察双黄连制剂醇沉关键工艺参数对指标成分综合保留率、固体去除率及絮体微观参数的影响,探讨双黄连制剂醇沉絮体形态参数与醇沉效果之间的关系,进而分析指标成分受关键工艺参数影响的原因。结果1.以指标成分综合保留率和固体去除率为指标,对双黄连制剂醇沉关键工艺参数进行筛选,结果表明:醇沉前浓缩液密度和醇料比对双黄连制剂指标成分综合保留率和固体去除率有显着影响。且在同一关键工艺参数不同水平下,醇沉上清液化学指纹图谱的相似度均大于0.95,共有峰相对保留时间RSD均小于3%,即醇沉上清液中化学成分差异受同一关键工艺参数不同水平的影响较小。2.以双黄连制剂醇沉絮体的密实、大小及尺寸指标对醇沉絮体原始显微图像进行背景校正、增强对比度、噪声及阈值分割得到可用于计算的二值图像,并对双黄连制剂醇沉絮体取样方法进行优化处理:在絮体观察放大倍数为100或200倍,取样量200～400μL,不同拍摄位点数为7～9个显微采集位点,用5～10倍体积的醇沉上清液对絮体进行适当稀释的条件下,获取醇沉絮体形态学参数值稳定。3.对双黄连制剂醇沉关键工艺参数对醇沉絮体微观形态参数及醇沉效果影响研究,结果显示:随着醇料比的增大,醇沉絮体由小絮团变成大絮团,加快絮体碰撞增加絮体密实度,减少醇沉上清液的包裹,从而增加指标成分保留率;醇沉前浓缩液密度改变醇沉体系原药投入量,增加沉淀絮体量,增加有效成分的包裹,从而降低指标成分保留率。结论1.针对双黄连制剂,确定了影响指标成分综合保留率和固体去除率的关键工艺参数,为双黄连制剂醇沉工艺合理应用和装备设计提供了参考。2.建立了可靠、稳定的双黄连制剂醇沉絮体微观形态参数测定方法,将分形理论和定量图像分析技术引入醇沉工艺基础理论研究奠下基础。3.通过分析醇沉絮体微观形态参数与醇沉效果之间的内在联系,阐明了指标成分受关键工艺参数影响的内在原因,为当前双黄连制剂醇沉工艺精细化控制提供了指导。
张开仲[5]（2020）在《构造煤微观结构精细定量表征及瓦斯分形输运特性研究》文中认为我国煤储层资源开采面临着“三高一低”复杂地质环境,煤与瓦斯突出事故频有发生,煤矿安全中涉及突出灾害的研究课题仍是重中之重。国内外现场突出事故案例表明地质构造是煤与瓦斯突出发生的重要控制因素,地质运动过程中煤储层结构演化受到构造因素而形成低强度弱粘结构造煤,其宏微观结构从根本上决定了突出易发区储层具有煤与瓦斯突出危险性。本文主要运用表面物理化学、吸附科学、流体力学、分形学、油气储层地质学、煤力学等理论,分别从微观孔裂隙形态学、微晶化学形态学、微观连通拓扑学、微观分形几何学等方面开展了构造煤和原生煤大分子尺度、纳米尺度、微米尺度、毫米尺度等多尺度多维度系统研究,构建了能综合描述煤体微观结构复杂程度的归一化评价体系及分形输运模型,研究了突出易发区构造因素对储层瓦斯赋存运移的宏观和微观控制作用,揭示了构造煤和原生煤微观结构本质差异性,探讨了构造煤宏微观结构突出倾向性及对突出机理再认识,得到的主要结论如下:（1）构造因素对煤微观孔裂隙形态学多尺度结构改造决定了储层流体的存在形式和传输性能。光电辐射技术表征了煤体表观极度粗糙的多尺度形貌及空间形态特征,反映出微观结构内可能出现不利于流体有效运移的收缩型（Constriction）孔隙配置关系,而流态法对应曲线所产生滞后环现象虽然有不同机理解释,但也验证了控制瓦斯有效运移的收缩型空间广泛存在;构造煤三维表观形貌比原生煤呈现更多不规则特征,构造因素对介孔和大孔发育影响较大,导致收缩型结构更加发育,促使构造煤孔喉比和曲折度降低而呈现结构简单化;基于逾渗理论推导了煤体简化孔隙网络可达性（Accessibility）评价数学表达式,证明了煤微观形态结构运移路径受构造因素影响而更多样化,且气体分子运移效率也进一步提升。（2）煤化程度和构造变形对煤微晶形态学结构演化起到关键作用,从分子尺度上控制着超微孔隙结构发育特征。随着变质程度和构造作用增强,煤大分子形态结构发生了微观尺度演化,引起微晶结构尺寸朝向芳香化程度、石墨化度、结晶度增加的趋势生长;同时,高阶构造煤相比原生煤在类石墨芳香晶格条纹长度、生长取向角度和多环芳烃尺寸归属上具有更高芳构化和有序化程度,微晶结构单元整体更加密集化、堆叠化、缩合化、芳构化,促使超微孔隙朝更发育方向演化。（3）从数字化、可视化、无损化角度建立了构造煤结构三维重构模型,获取了微观连通拓扑学网络结构及其定量参数演化特征。原生煤微观结构三维重构中近似垂直分布的割理系统将基质分割成立方体块;构造煤中微裂隙和孔隙群零星分布在尺度空间内,导致基质尺度减小;外应力加载后重塑构造煤内部裂隙空间骤减,形成以连通团为主局部有杂乱弥散状发育的微裂隙形式。在三维重构和形态学骨架模型基础上,获得原生煤、构造煤、重塑煤的平均曲折度分别是1.2213、1.1205、1.1741。依据最大球算法获取了拓扑等价连通结构和定量参数演化特征,构造煤孔腔与喉道的等效体积、直径、长度及连通性相比原生煤大幅增加,而重塑煤受到外加载荷导致配位数发生骤减。开展了微观拓扑学等效网络模型流动模拟,构造煤在不同方向上展示出相似流动规律,压力值普遍高于原生煤,而原生煤不同方向展现不同流动压力分布,其微观结构体现出非均质性和各向异性。（4）基于分形几何学结构属性建立了综合表征原生煤和构造煤微观结构复杂程度的系数及瓦斯分形输运数学模型。在分形学思维框架下将满足分形标度定律的原生煤储层认定为若干束管状大割理连接分叉小割理通道共同构成的类树状分支结构,将受构造地质作用的构造粉煤体认定为毛细管状结构;通过对两种简化结构进行分形表征,厘定基于分形理论的原生煤体和构造煤体微观结构几何学属性,在此基础上获取了微观结构复杂度系数并构建了分形瓦斯流动输运数学模型,选取100μm和20μm分别作为裂隙通道最大直径上下限值,通过渗透率实测数据与分形渗透率拟合曲线验证了分形渗流输运模型可靠性。（5）构造地质演化导致原生煤和构造煤结构产生多尺度本质化差异,间接控制着储层宏观和微观瓦斯赋存和运移特征,确定了突出易发区构造煤的宏微观结构演化特征及对其多尺度结构突出倾向性的宏观和微观再认识。原始储层受到多期构造地质运动影响,其宏观结构演化为易碎裂、质地软、无光泽的构造煤散体颗粒;基于拓扑学连通性结构参数、分形输运模型和多尺度多维度本质差异化表征综合反映出解除应力构造煤复杂程度低于原生煤,孔隙长度缩短,连通性能显着提升,瓦斯运移难度降低,而外加应力重塑煤分形复杂度重新升高,收缩孔更加发育,低配位数、高曲折度和高孔喉比特性也促使其连通特性和瓦斯运移效率降低,瓦斯运移难度加大;通过祁南矿井区域地质构造对储层瓦斯运移宏观和微观控制作用方面验证了地质构造对储层瓦斯赋存和运移主导控制性,其中随构造因素影响增加,分形复杂度系数从1.701下降至1.565,坚固性系数由0.7减少至0.2,渗流通道孔容从0.016 mL/g降低至0.004 mL/g,瓦斯运移难度减小,微观结构输运瓦斯能力越强。以上结果有助于论证构造煤储层结构的突出倾向性特征。本论文共有图109幅,表12个,参考文献227篇。
曲洪丰[6]（2020）在《高速高分辨平面流式细胞显微成像技术研究》文中研究表明随着尿液有形成分分析仪器更高检测速度和更多检验项目需求的增加,平面流式细胞显微成像技术向高速和高分辨方向发展。本文研究的平面流式显微成像系统,检测速度由每小时60样本提高到120样本,尿有形成分检验项目由12类增加到25类。检测速度提高,细胞运动速度加快,系统动态传函降低,易出现拖尾模糊现象;检验项目增多,显微成像系统分辨率提高,但景深变小,不能对样本层流厚度内的所有有形成分清晰成像,并且微小的物距变化就可能产生离焦模糊,导致系统温度适应性下降。本文重点研究低成本高功率LED光源高速清晰成像、基于聚焦微粒的等效聚焦、参考图像法温度补偿和双传感器共光路景深扩展等技术,解决高速和高分辨带来的拖尾模糊、不易聚焦、温度离焦和景深不足等问题。本文首先阐述了高速高分辨平面流式细胞显微成像系统组成及原理,完成了显微成像光学系统、照明光学系统和粒子成像室的设计。显微成像光学系统采用无限远光路结构,由物镜和管镜组成,根据被测目标尺寸特征和算法识别要求,进行了物镜选型和管镜光学设计及像质评价,保证了高分辨成像;照明光学系统采用科勒照明光路,进行了集光镜组和聚光镜组的光学设计及仿真,保证了高亮度均匀照明;粒子成像室流体通道采用平直通道壁面、曲面通道壁面和两个侧通道壁面组成的非对称结构,根据光学系统景深、加工工艺水平和质量守恒定律等计算得出了粒子成像室的流体通道尺寸;通过分析和仿真,曲面通道壁面形状选择了加速度曲线曲率变化小的圆弧形曲面,使样本加速过程更加平缓,保证有形成分稳定地流过粒子成像室的成像区。建立了高速高分辨平面流式细胞显微成像系统的动态传函模型,依据物像关系及在奈奎斯特频率下系统动态传函必须大于0.9等条件,推导出系统曝光时间必须≤1.15μs才能满足高速运动细胞清晰成像要求。分析了低成本高功率LED响应速度慢,以及LED光源常亮和频闪两种曝光方式不能满足短曝光要求的原因。提出了一种短曝光控制方法,利用LED发光脉冲上升沿和相机曝光脉冲下降沿间隔决定曝光时间的方式实现了1μs短曝光,使系统在90.9lp/mm处动态传函达到0.93,提高了动态成像清晰度,实现了低成本高功率LED光源高速清晰成像,解决了低成本高功率LED不能实现短曝光的难点问题。基于聚焦微粒的等效聚焦方法,采用聚焦液中聚焦微粒的清晰位置等效样本清晰位置,每天仅需聚焦一次,不需要对尿液有形成分图像清晰度进行实时计算,解决了无法利用高速尿液样本序列图像进行自动聚焦的难点问题。采用图像分割算法提取每帧图像中的聚焦微粒小图片,仅对聚焦微粒小图片进行聚焦程度评价,降低背景信息的影响以提高聚焦评价灵敏度。在搜索行程中的每个位置拍摄10张照片,将该位置多个聚焦微粒小图片聚焦评价值的中位值作为最终的聚焦评价值,降低了不同位置聚焦微粒形态和数量差异的影响,提高了聚焦判断的准确度和重复性。将小波变换后高频系数与低频系数的比值作为聚焦评价函数,因聚焦微粒边缘形态易受运动方向液体扰动影响,故通过仅提取小波水平分量的方法消除垂直分量干扰,提升了基于小波变换的聚焦评价曲线的单调性和斜率,实现了聚焦评价函数性能的优化。提出了低成本且易实现的参考图像法温度补偿技术,解决了显微成像系统景深小导致的温度离焦问题。首先在光学系统设计上,保证了成像系统在温度变化时除物距外,成像质量、焦距和像面位置均满足设计要求。然后,从材料热胀冷缩引起物距变化和层流液体折射率随温度改变导致光程变化两个方面,估算了温度变化对物距的影响。采用机械被动式方法进行初步温度补偿,减小温度变化时的离焦量。最后采用参考图像法精确补偿物距变化,仅需在粒子成像室上附上一个用于自动聚焦的参考图片,并将该参考图片与聚集微粒的两个最清晰位置之间距离做为标定长度,当系统探测到温度变化时,利用对焦深度法自动聚焦重新找到参考图像的最清晰位置,电机移动标定长度到聚焦位置,从而实现了平面流式细胞显微成像系统的温度补偿。被测样本层流厚度为3μm,而系统景深仅为1.85μm,景深不能覆盖样本层流厚度内的所有成像目标。本文提出了双传感器共光路景深扩展技术,实现景深扩展的同时可保证实时成像,采用双传感器在两个像面位置采集不同景深的图像,再将两个景深图像融合为大景深的图像。具体实现方式是在管镜光路后端加入分光棱镜,分光后光束分别采用不同传感器接收,调整传感器到分光棱镜的距离即调整像距,使两个传感器同时接收到略有交叠的双景深图像。设计了基于图像多尺度分解和视觉显着度检测的双景深图像融合算法,很好地将景深不同的两幅图像融合成一幅多个目标都清晰的图像,实现了大景深图像重建。该方法使景深扩大到3.30μm,实现了整个层流厚度内有形成分全部清晰成像,解决了高分辨导致的景深不足问题。本文完成了平面流式细胞显微成像系统向高速高分辨方向发展所需要的短曝光、自动聚焦、温度补偿和景深扩展等关键技术研究,为高速高分辨平面流式细胞显微成像系统产品化提供了技术支撑,为未来向更高速度更高分辨率发展提供了研究方向和方法,具有重要的理论研究价值与实际应用意义。
刘景艳[7]（2020）在《微藻细胞浓度定量检测方法研究》文中认为微藻是一种低等浮游植物,广泛分布于世界各地,是水体初级生产力的主要组成部分。由于微藻富含蛋白质、氨基酸、高不饱和脂肪酸、色素和多种生物活性物质,在不久的将来必将成为食品、医药、饲料和燃料的重要来源。因此,许多研究机构正在开展微藻培养。由于微藻在富氮、富磷的水中易于繁殖,一方面可以净化水体富营养化,另一方面一旦出现爆发式生长则会引起水华现象,因此微藻可用于污水处理和水质监测。在微藻培养和生态监测中,准确测定微藻的生物量浓度是非常重要的,然而由于微藻个体量小、数量庞大,精确测定其生物量既困难又耗时,已成为研究和生产实践中的难题之一。本研究以莱茵衣藻和小球藻作为研究对象,采用原位荧光技术、可见近红外吸收光谱技术和显微成像技术结合多种化学计量学算法和图像处理算法,进行高浓度微藻细胞浓度的检测,为微藻生长信息的监测提供支持。论文的主要研究成果和结论如下:（1）研究了基于图像处理技术的藻类细胞浓度定量检测方法。首先,使用显微镜和与之相配套的CCD相机作为图像获取设备,对微藻进行显微成像,获取不同浓度条件和不同采样环境下的微藻显微图像;然后,针对不同图像的特性选择不同的图像处理算法,其中包括使用HSV图像转换和γ变换、Retinex变换相结合的方式消除掉显微图像中的血球计数板的方格背景;利用拉普拉斯算子扩大细胞的边界区域;最后,利用改进的分水岭算法对重叠的微藻细胞进行分割,使用区域标记法对微藻细胞进行计数,并利用换算公式得出微藻的细胞浓度。同时开发了基于图像处理技术的微藻细胞浓度自动定量软件。该软件与人工测量方法相比检测时间从5分钟减少到1分钟以内,重复检测精度从80%提高到95%。（2）采用单激发荧光光谱法和人工神经网络（ANN）相结合的检测方法,对莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的细胞浓度进行定量检测。以470nm波长的发光二极管（LED）为激发光源,对不同浓度的莱茵衣藻样品进行了电子激发。结果表明,随着藻类浓度的增加,藻类荧光强度与藻细胞浓度呈非线性关系。荧光峰向长波方向移动。为了快速、准确地监测微藻细胞的浓度,建立了 GA-BP模型。在2×105～6.4×106mL-1浓度范围内,实现了微藻细胞浓度的快速、无标记、粗略估计和监测。然后利用不同生长批次的样品对模型进行验证。通过将GA-BP模型与其他的藻细胞浓度检测模型（BP人工神经网络,PLS模型和PCR模型）进行了比较,发现GA-BP模型更为准确。此外,利用独立的数据集对模型的预测性能进行了外部验证,将训练好的模型应用于三种不同培养条件下的微藻细胞浓度的预测,预测结果显示正常培养和缺氮培养的微藻溶液的MAE和MARE分别为8.96R105mL-1、0.0178和6.585×105 mL-1、0.039,均取得了良好的预测效果。（3）以小球藻作为研究对象,本文提出“重构吸收光谱”的概念,并提出了一种基于重构吸收光谱的藻细胞浓度检测方法。通过在不同积分时间下测量参比溶液和藻类样品,可以得到较大浓度范围内样品的吸收光谱,利用积分时间与吸光度的转换关系,将其转换为与参比溶液相同的积分时间下重构吸收光谱。最后,以重构的吸收光谱为研究对象,采用支持向量机回归（SVR）和偏最小二乘（PLS）建立藻细胞浓度预测模型。以光纤光谱仪为主体的实际应用表明,该方法能在3.5×105～1.4×108 mL-1的浓度范围内检测小球藻细胞的浓度,覆盖了微藻培养的实际浓度范围。两个模型的评价指标R2可达0.9762和0.9441。通过与之前研究成果的比较得出本文所设计的方法能以最简单的方式扩大藻类细胞浓度的检测范围,简化了检测过程,提高了工作效率和检测精度,扩大了分析仪器的整体动态范围,降低了测量成本,并且提高了传统吸收光谱技术的检测能力。
宋孝忠[8]（2020）在《烟煤显微组分组图像自动识别技术研究及应用》文中研究说明煤化程度和显微组分组成决定着煤的物理化学性质和工艺性质及工业用途。煤的镜质体反射率和煤岩显微组分的自动化测定,不仅能够解决人工检测存在的劳动强度大、工作效率低、数据可对比性差的实际问题,而且可以大力推进煤岩参数指标在煤炭分类和炼焦配煤等工业中的应用。国内外在煤岩自动化测定方面开展过大量研究工作,但是由于受煤岩显微组成及变化的复杂性影响,煤岩显微组分自动化测定仍然面临诸多技术难题没有解决。本文应用煤田地质学、煤岩学、机械制造与自动控制、数字图像处理、计算机软件开发等理论、方法和技术,开展了基于反光显微镜的自动扫描与聚焦装置研制,进行了煤岩显微图像质量影响因素及关键采集参数优选、煤岩显微图像预处理、显微组分组图像自动识别等方法和技术研究及软件开发,并应用研究成果对我国不同成煤时代系列煤化程度代表性煤样进行了测定验证,取得了以下主要研究成果:（1）设计研制出基于反光显微镜的自动扫描与聚焦装置,开发了基于多窗口聚焦评价和搜索的煤岩显微图像自动聚焦技术,形成了煤岩显微图像自动采集硬件平台,实现了煤岩显微图像的自动快速高效采集和存储。（2）揭示了影响煤岩显微图像采集质量的主控因素,提出了不同煤化程度煤的煤岩显微图像采集使用的光源强度和曝光时间最佳参数优选方法和数学模型。（3）提出了基于多尺度混合特征提取的黏结剂显微图像区域有效剔除方法;发现了煤岩显微图像中显微成分彼此之间存在的灰度异常边界,揭示了其形成原因,构建了基于Prewitt算子边缘检测的显微成分灰度异常边界剔除方法,开发出煤岩显微图像预处理技术。（4）首次开发出GKMC煤岩显微组分组自动图像分割识别算法,即基于高斯改进K-means聚类的煤岩显微组分组自动图像分割识别算法,并基于Matlab数学软件工具编写了算法程序。（5）创新形成了具有自主知识产权的GKMC煤岩显微组分组图像法自动化测定技术及装备系统。应用该套技术装备系统对我国不同成煤时代系列煤化程度的45个代表性煤样进行了煤岩显微图像自动采集和显微组分组自动测定,并将测定结果与国内公认的权威煤岩专家人工鉴定的标准结果进行了比对。结果表明,两种方法测定的45个样品镜质组、惰质组、壳质组的极差平均值分别为2.3%、2.3%、1.5%。按照国家标准GB/T18510-2001给出的准确度分析方法获得的三种显微组分组统计量（tc）都小于（n-1）自由度下临界值（tt）,显示该方法与人工鉴定方法没有偏倚。由此表明,本文开发出的这套技术装备系统能够实现煤岩显微组分组的自动化高效快速测定,测定结果重复性好、准确性高。
杨翌煊[9]（2020）在《基于原位显微图像在线检测冷却结晶过程晶体形态的方法》文中提出冷却结晶过程是从含一种或多种成分的反应溶液中获取固体晶体产物的重要环节,广泛地用于精细化工和制药工程。为实时调控优化冷却结晶过程,迫切需求先进的在线监测晶体生长过程的检测仪器与技术。近年来采用原位显微图像分析结晶过程晶体形态和种群尺寸分布,受到了越来越多的关注和探讨。本文以L-谷氨酸冷却结晶实验为研究案例,研究基于显微图像检测的结晶过程晶体生长尺寸测量方法,设计一个在线监测软硬件平台方案。首先介绍本文采用的结晶过程原位显微图像检测装置以及实验设计方案,分析微观结晶图像相比于宏观物体图像的特点和难点。随后阐述晶体图像分割的基础步骤。对于图像清晰完整、分割要求不高的情况,给出一种单目图像分割方法,通过图像增强和阈值化分割算法进行快速分割;对于更复杂的情况,提出一种基于Mask-RCNN深度学习网络的图像分割方法,可以实现更好的晶体图像分割效果,而且设计专门的crystalset文件格式以便压缩保存图像分割结果。其次,针对分割结果中存在的大量低质量晶体图像,提出一种无参考图像质量评估算法,可以动态筛选出高质量图像。对于双目采集图像进行匹配分析,从而区分重叠晶体以便于晶体尺寸测量和分布统计。考虑到冷却结晶过程不同阶段图像特性差异明显,提出一种图像检测冷却结晶过程阶段划分方法,以便实现分阶段自动切换图像检测模型和算法,从而保证可靠的晶体种群尺寸分布统计。为便于工程化应用,设计一个结晶过程在线监测平台方案。从底层到顶层分为硬件层、中间层、算法层和应用层4个层次,下层为上层提供支持,上层对下层进行调用和控制。硬件层包含现场图像采集与预处理系统以及网络通讯结构。对于中间层设计一个数据流图编程框架,突出优点是方便用户通过图形化拖拽连接方式组合任意的功能子模块,构建可并行加速的计算结构,各个子功能编写为插件式的功能节点供调用。设计了一种晶体分析数据结构,提供高效、灵活、轻量化的数据存储方式。
吴婷婷[10]（2020）在《单粒小麦种子表型精细化获取方法研究与装备研发》文中研究表明种子的表型特征是种质创新和生物学研究的基础,本文基于近红外光谱检测技术、立体机器视觉、智能信息处理等技术,开展单粒小麦种子内部品质和外部形态表型性状的定量与定性建模方法研究,基于表型信息融合的单粒小麦生活力性状早期识别方法研究,并基于先进传感技术、机电一体化技术、计算机技术等,研制单粒种子表型基础数据精细化、一体化获取平台,以期为小麦种子表型研究提供新思路。论文主要内容与结论如下:（1）在分析适用于单粒小麦光谱检测的机理和分析方法的基础上,针对小麦种子颗粒小,曲面不规则,对光源照射敏感等特点,提出了一种基于全包围光源结构的小麦品质表型光谱检测方法。开展了全包围光源结构的品质表型检测光路分析和结构设计,完成了器件选型、电路设计,以及系统软硬件构建等。测试结果表明,构建的全包围结构的近红外光谱检测系统,可实现对单粒小麦种子实时、在线近红外光谱快速获取,最大波长标准差为0.04nm,最大反射光强变异系数为1.9%,最大吸光度变异系数为0.4%,具有良好的波长重复性和吸光度重复性表现,能够用于单粒小麦品质表型的精细化测量。（2）基于全包围光源结构的光谱检测装置,结合模式识别方法,开展了单粒小麦品质表型定性识别与定量预测的建模方法研究。以小麦籽粒黑胚病为分析性状,采用基于全包围结构的光谱检测系统获取其光谱数据,经过PCA数据降维和SPA波长特征选择后,结合SVM、ELM、RF和Adaboost等4种模式识别算法,分别建立了二分类、三分类、四分类判别模型,结果表明,模式识别分类算法对小麦黑胚病的识别效果在93.3%-98.6%之间,识别准确率随着分类程度的细化而降低。以小麦籽粒蛋白质组分含量作为分析性状,根据理化测定的实际值,建立了基于全波段和基于特征波段的光谱预测模型,其校正集2分别为0.96和0.85,均方根误差分别为0.56和1.04,预测集2分别达到了0.80和0.82,均方根误差分别为1.08和1.04,基于全波段的预测模型具有更高的预测精度,基于特征波段的预测模型则具有更低的信息冗余,更适合用于嵌入式开发,实现在线快速预测。综合分析表明,基于全包围光源结构的近红外光谱检测系统,结合模式识别分析方法,对单粒小麦品质表型,具有很好的定性识别和定量分析性能。（3）针对小麦籽粒体型微小、形态复杂,难以精细化测量其三维特征的问题,提出了一种基于全周显微图像序列三维重构的小麦形态表型获取方法。在详细设计单粒种子三维形态精细测量方案的基础上,构建了一套获取单粒小麦多视图像序列的机器视觉平台,在建立小麦籽粒显微成像旋转几何模型的基础上,提出了一种基于旋转轴的测量视点姿态解算方法,完成了全周视角下相机内外参数标定,为三维形态的提取奠定了基础。对获取到的小麦籽粒显微全周图像序列进行背景分离和吸嘴扣除,再进行二值化,获得籽粒侧影轮廓序列,创建OBB确定小麦籽粒的最优包围空间,采用体素预剖分和基于MC算法,完成了小麦籽粒可视化外壳建立,从而得到精细的籽粒三维重建模型。重构效果表明,所提出的方法不仅完成了微小籽粒的形态重建,对不光滑的曲面和腹沟等部位也有很好的重现。（4）基于籽粒精细三维重构模型,开展了单粒小麦外部形态表型提取方法研究。根据籽粒最优包围盒确定粒长、粒宽和粒厚表型数据,将重构提取到的这3个表型与人工测量数值对比表明,该方法的决定系数分别为0.97、0.97和0.88。将籽粒的表面进行三角网格化,获得表面积数据;利用点云数据切片法来计算籽粒的体积信息;通过最大截面投影的方式,获得投影面积和投影周长的提取;将重构提取到表面积、体积、投影周长、投影面积等4个参数,分别与标定球的测量结果对比表明,该方法的相对误差在3.5%～5.8%之间。试验结果说明,所提出的基于三维重构模型提取小麦外部形态表型的方法是可行的,且能够完成外部表型的精细化测量。（5）针对现有光谱检测手段难以发现单粒种子间的生活力差异,以及忽略了种子形态特征对光谱预测判别模型影响的问题,提出了一种融合光谱信息和图像信息的单粒小麦生活力早期识别方法,详细设计了基于特征层融合和基于决策层融合的试验方案。基于籽粒图像序列三维重构提取表型的研究方法,分别提取粒长、粒宽、粒厚、投影面积、表面积、体积等6个形态表型参数,并归一化处理;基于全包围结构近红外光谱检测方法,分别获取单粒的近红外光谱信息,预处理后经过PCA降维和SPA特征提取;将形态表型特征与PCA降维得到的光谱主成分和SPA提取的特征波段,分别进行特征层融合,结合SVM、RF、ELM和Adaboost,建立8个分类模型。结果表明,8种分类器模型在校正集中表现差别较大,准确率在76.45%～94.77%之间,校正集表现最好的形态+PCA-RF模型和形态+SPA-RF模型,在预测集准确率均为75.97%,由于形态+PCA-RF模型具有更高的综合调和指数10.60,因而认为是特征层融合中的最优模型。将光谱主成分信息和形态特征信息,分别利用RF算法建立生活力识别模型后,根据设定的融合决策规则,建立基于D-S证据理论的单粒小麦生活力早期识别模型,其校正集和预测集准确率为82.13%和74.14%,优于单一基于光谱特征或形态特征的判别模型。综合比较特征层融合与决策层融合的模型结果,得出结论,基于特征层融合对单粒小麦生活力具有更好的识别性能,更适合于单粒小麦生活力早期预测。（6）集成所构建的品质、形态表型获取方法与测量装置,设计了一套适用于单粒小麦种子表型精细化、自动化、一体化、在线获取的解决方案,完成了平台的控制和结构设计,各功能模块的硬件设计、选型和装配,构建了集自动化取种、收种、运送与停靠、精确化数据获取为一体的单粒小麦种子表型研究平台。基于集散控制架构和多线程、多任务编程思想,完成了上位机和下位机软件开发设计。对整套平台进行了组装、联调、功能验证和性能分析,结果表明,平台可很好地实现种子群体识别与定位、籽粒吸附、运转、光谱数据测量、图像序列获取、收种等功能以及表型在线测量功能。在离线三维重建情况下,按每天工作12h测算,平台通量约3500颗/天。形态表型重复性试验结果表明,粒长、粒宽和粒厚的多次重复测量变异系数均小于4%,体积最大变异系数7%,品质表型重复性试验结果表明,蛋白质组分含量预测标准差小于0.3%,说明了平台对单粒小麦籽粒的表型测量具有很好的重复性。
二、显微图像中形态参数的测定分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、显微图像中形态参数的测定分析（论文提纲范文）
（1）农业物料微观力学检测系统研制与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 农业物料微观力学特性检测技术研究现状 |
| 1.2.2 农业物料微观力学可视化检测仪器研究现状 |
| 1.2.3 现有研究的主要问题 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 农业物料微观力学检测系统研制 |
| 2.1 设计要求 |
| 2.2 总体设计方案 |
| 2.2.1 系统组成 |
| 2.2.2 工作流程 |
| 2.3 硬件及软件系统设计 |
| 2.3.1 驱动模块 |
| 2.3.2 应力-应变检测模块 |
| 2.3.3 数据采集模块 |
| 2.3.4 图像采集模块 |
| 2.3.5 控制及数据处理模块 |
| 2.3.6 平台集成 |
| 2.4 参数校准 |
| 2.4.1 校准试验方案 |
| 2.4.2 校准试验结果与分析 |
| 2.5 检测性能测试 |
| 2.5.1 检测性能试验方案 |
| 2.5.2 性能测试结果与分析 |
| 2.6 小结与讨论 |
| 第三章 检测系统在苹果组织微观力学特性研究的应用 |
| 3.1 苹果薄壁组织微观力学检测方法优化 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验方案 |
| 3.1.3 试验结果与分析 |
| 3.2 苹果薄壁组织微观力学特性检测 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验方案 |
| 3.2.3 试验方法 |
| 3.2.4 苹果薄壁组织微观力学特性 |
| 3.2.5 苹果薄壁组织失效分析 |
| 3.3 小结与讨论 |
| 第四章 检测系统在授粉期杂交水稻父本微观力学特性研究的应用 |
| 4.1 试验方案 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验设计 |
| 4.1.3 生长指标测定 |
| 4.1.4 微观力学特性测定 |
| 4.1.5 宏观力学特性测定 |
| 4.1.6 数据处理 |
| 4.2 授粉期杂交水稻父本植株生长指标测定结果与分析 |
| 4.2.1 生长指标测定结果 |
| 4.2.2 赤霉酸对生长指标影响 |
| 4.3 授粉期杂交水稻父本微观力学特性测定结果与分析 |
| 4.3.1 微观力学特性测定结果 |
| 4.3.2 赤霉酸对微观力学特性影响 |
| 4.4 授粉期杂交水稻父本宏观力学特性测定结果与分析 |
| 4.5 杂交水稻父本节间微观与宏观力学特性差异分析 |
| 4.6 小结与讨论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词表 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）小样本复杂三维材料组织图像分割方法研究与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究内容与成果 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 2 相关概念及研究进展 |
| 2.1 二维图像分割方法 |
| 2.1.1 二维图像分割的内涵 |
| 2.1.2 二维图像分割方法综述 |
| 2.2 三维分割方法综述 |
| 2.2.1 三维区域聚合技术 |
| 2.2.2 三维可视化技术 |
| 2.3 图像增广方法 |
| 2.3.1 图像增广的内涵 |
| 2.3.2 图像增广方法综述 |
| 2.4 材料显微组织定量分析综述 |
| 2.4.1 图像分割技术在材料领域的应用 |
| 2.4.2 三维分割技术在材料领域的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 面向二维分割的骨架感知加权方法 |
| 3.1 传统损失函数加权方法 |
| 3.2 基于骨架感知的损失函数加权方法 |
| 3.3 实验设计及分析 |
| 3.3.1 评估指标分析 |
| 3.3.2 实验设计 |
| 3.3.3 实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 面向三维分割的截面区域聚合方法 |
| 4.1 区域聚合总流程 |
| 4.2 区域聚合算法 |
| 4.3 区域聚合结果分析 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 实验结果对比 |
| 4.4 多晶粒组织三维重构 |
| 4.5 多晶粒组织三维结构定量表征 |
| 4.5.1 基础测量 |
| 4.5.2 统计分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 面向少样本图像分割的材料显微图像数据增广 |
| 5.1 总体技术路线 |
| 5.2 基于风格迁移的材料显微图像数据增广 |
| 5.2.1 基于蒙特卡洛的晶粒生长模拟 |
| 5.2.2 基于生成对抗的图像风格迁移 |
| 5.2.3 数据增广耗时分析 |
| 5.2.4 数据增广性能增益分析 |
| 5.3 实验对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于调整版错切裁剪的大尺寸显微图像分割软件研发 |
| 6.1 软件需求分析 |
| 6.1.1 功能性需求分析 |
| 6.1.2 非功能性需求分析 |
| 6.2 软件总体设计 |
| 6.3 基于调整版错切裁剪策略的大尺寸图像分割 |
| 6.4 软件详细设计 |
| 6.4.1 图像导入导出模块 |
| 6.4.2 图像分割模块 |
| 6.4.3 图像可视化模块 |
| 6.4.4 人工修正模块 |
| 6.4.5 非功能性需求 |
| 6.5 软件测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于URDnet的冷冻电镜图像颗粒提取研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冷冻电镜单颗粒技术 |
| 1.2.2 生物大分子颗粒采集方法 |
| 1.3 本文主要工作及结构 |
| 1.3.1 主要工作 |
| 1.3.2 结构安排 |
| 第2章 冷冻电镜颗粒提取相关理论 |
| 2.1 冷冻电镜单颗粒分析 |
| 2.1.1 冷冻电子显微技术概述 |
| 2.1.2 单颗粒三维重构 |
| 2.2 传统图像处理方法 |
| 2.2.1 基于模板匹配的方法 |
| 2.2.2 基于特征识别的方法 |
| 2.3 深度学习方法 |
| 2.3.1 卷积神经网络概述 |
| 2.3.2 Deep Picker方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于多种注释和改进U-Net的冷冻电镜图像生物大分子颗粒自动选取 |
| 3.1 总体方案 |
| 3.2 数据预处理 |
| 3.2.1 强度调整 |
| 3.2.2 噪声抑制 |
| 3.3 点级注释与像素级注释结合 |
| 3.4 网络模型设计 |
| 3.5 基于连通域分析的颗粒提取 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 实验结果和分析 |
| 4.1 实验平台 |
| 4.2 实验数据 |
| 4.3 网络模型训练 |
| 4.4 颗粒提取实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
（4）基于絮体微观形态探讨双黄连制剂醇沉关键工艺参数对醇沉效果影响分析研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 注释表 |
| 引言 |
| 1.研究意义 |
| 2.研究思路 |
| 3.研究内容 |
| 第一章 分形维数测定方法研究进展 |
| 1.1 面积-周长法 |
| 1.2 面积-最大长度法 |
| 1.3 变异函数法 |
| 1.4 计盒维数法 |
| 1.5 小角光散射法 |
| 1.6 FHH(Frenkel-Halsey-Hill)模型法 |
| 1.7 孔分形维数 |
| 1.8 总结与展望 |
| 第二章 双黄连制剂醇沉关键工艺参数确定 |
| 2.1 双黄连制剂醇沉工艺参数对指标成分的影响 |
| 2.1.1 仪器与试药 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.1.3 结果与讨论 |
| 2.2 关键工艺参数条件下，双黄连制剂醇沉上清液HPLC指纹图谱分析 |
| 2.2.1 仪器与试药 |
| 2.2.2 样品制备 |
| 2.2.3 方法与结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 双黄连制剂醇沉絮体微观形态参数测定方法的优化 |
| 3.1 醇沉絮体图像处理及优化对絮体分形维数的影响 |
| 3.1.1 仪器与试药 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.3 结果与讨论 |
| 3.2 醇沉絮体图像及优化对絮体大小的影响 |
| 3.2.1 仪器与试药 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.3 醇沉絮体图像及优化对絮体伸长性的影响 |
| 3.3.1 仪器与试药 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.4 醇沉絮体图像及优化对絮体规则性的影响 |
| 3.4.1 仪器与试药 |
| 3.4.2 实验方法 |
| 3.4.3 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 醇料比对双黄连制剂醇沉效果影响分析 |
| 4.1 醇料比对醇沉絮体形态学及醇沉效果的影响 |
| 4.1.1 仪器与试药 |
| 4.1.2 方法 |
| 4.1.3 结果与讨论 |
| 4.2 醇料比对双黄连制剂醇沉絮体表观形态观察 |
| 4.2.1 仪器与试药 |
| 4.2.2 方法 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 不同室温下对不同醇料比下醇沉上清液乙醇含量的影响 |
| 4.3.1 仪器与试药 |
| 4.3.2 方法 |
| 4.3.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 醇沉前浓缩液密度对双黄连制剂醇沉效果影响分析 |
| 5.1 醇沉前浓缩液密度对醇沉絮体形态学及醇沉效果的影响 |
| 5.1.1 仪器与试药 |
| 5.1.2 方法 |
| 5.1.3 结果与讨论 |
| 5.2 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（5）构造煤微观结构精细定量表征及瓦斯分形输运特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容和思路 |
| 2 煤微观形态学结构的多尺度表征 |
| 2.1 煤样采集及基础物性参数测定 |
| 2.2 光电辐射技术表征煤体孔裂隙表观形态 |
| 2.3 流体流动法表征煤的孔隙形态特征 |
| 2.4 基于逾渗理论的煤微观收缩型孔隙网络可达性探讨 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 构造煤大分子形态学结构特征及对超微孔隙演化影响 |
| 3.1 煤大分子结构与微观孔隙结构的相关性 |
| 3.2 构造煤X射线衍射的微晶形态结构表征 |
| 3.3 构造煤微晶结构的拉曼光谱特性描述 |
| 3.4 基于HRTEM的构造煤微晶形态结构演化特性实验研究 |
| 3.5 构造煤微晶形态结构特征与超微孔隙演化内在联系 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 构造煤孔裂隙网络系统的连通特性及定量表征 |
| 4.1 实验仪器与研究方案 |
| 4.2 构造煤微观结构三维可视化的实现 |
| 4.3 构造煤孔裂隙网络结构拓扑化及定量分析 |
| 4.4 基于孔隙网络模型的微观拓扑学孔隙尺度流动模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于分形几何学理论的构造煤瓦斯流动输运模型构建 |
| 5.1 统计自相似的煤体微观几何学结构 |
| 5.2 基于分形多孔介质理论的煤体几何学结构的分形研究 |
| 5.3 基于分形学的煤体微观几何学结构复杂度的获取 |
| 5.4 煤体几何分形学结构中瓦斯流动输运模型的建立 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 构造煤微观结构对突出易发区瓦斯运移控制作用 |
| 6.1 构造煤储层宏观演化特征及分布形式 |
| 6.2 构造煤与原生煤在微观多尺度上的本质差异性分析 |
| 6.3 构造煤微观结构复杂程度对其瓦斯分形输运特性的影响 |
| 6.4 突出易发区构造煤演化特征及对储层瓦斯运移的控制机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）高速高分辨平面流式细胞显微成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 尿液有形成分分析仪概述 |
| 1.2.1 尿液有形成分分析检测方法概述 |
| 1.2.2 尿液有形成分分析仪器国内外进展 |
| 1.3 景深扩展技术概述 |
| 1.4 论文主要研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文章节安排 |
| 第2章 高速高分辨平面流式细胞显微成像系统组成及光学系统设计 |
| 2.1 高速高分辨平面流式细胞显微成像系统组成及原理 |
| 2.2 显微成像光学系统设计 |
| 2.2.1 被测目标形态学特征 |
| 2.2.2 显微成像系统光路结构 |
| 2.2.3 显微物镜选型 |
| 2.2.4 管镜光学设计 |
| 2.3 照明光学系统设计 |
| 2.3.1 显微系统照明方式选择 |
| 2.3.2 科勒照明光学系统设计 |
| 2.4 平面层流技术简介与粒子成像室设计 |
| 2.4.1 平面层流技术简介 |
| 2.4.2 粒子成像室设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 低成本高功率LED光源高速清晰成像技术研究 |
| 3.1 平面流式细胞显微成像系统动态传递函数 |
| 3.2 光源选择及驱动电源设计 |
| 3.2.1 光源选择 |
| 3.2.2 高功率LED驱动电源设计 |
| 3.3 短曝光技术研究 |
| 3.3.1 曝光控制系统 |
| 3.3.2 曝光时间控制方式 |
| 3.3.3 短曝光控制方法 |
| 3.3.4 不同曝光方式成像质量比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于聚焦微粒的等效聚焦技术研究 |
| 4.1 显微成像系统自动聚焦方法 |
| 4.2 基于聚焦微粒的等效聚焦方法与流程 |
| 4.3 图像分割算法提取聚焦微粒图像 |
| 4.4 聚焦评价函数选择与优化 |
| 4.4.1 聚焦评价函数要求 |
| 4.4.2 聚焦评价函数实验分析与比较 |
| 4.4.3 聚焦评价函数优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 参考图像法温度补偿技术研究 |
| 5.1 温度变化对光学系统影响 |
| 5.2 显微成像光学系统的热分析 |
| 5.3 高分辨平面流式细胞显微成像系统景深 |
| 5.3.1 高分辨平面流式细胞显微成像系统景深计算 |
| 5.3.2 高分辨平面流式细胞显微成像系统景深测量 |
| 5.4 机械被动式初步补偿物距变化 |
| 5.4.1 温度变化对物距影响分析 |
| 5.4.2 机械被动式初步温度补偿 |
| 5.5 参考图像法精确补偿物距变化 |
| 5.5.1 参考图像法补偿温度离焦技术原理 |
| 5.5.2 参考图像法补偿温度离焦的自动聚焦算法实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 双传感器共光路景深扩展技术研究 |
| 6.1 双传感器共光路景深扩展技术原理 |
| 6.2 双传感器共光路实现方法 |
| 6.3 双景深图像融合 |
| 6.3.1 多聚焦图像融合技术 |
| 6.3.2 双景深图像融合算法流程 |
| 6.3.3 L0 Smoothing原理 |
| 6.3.4 图像多尺度分解 |
| 6.3.5 视觉显着性检测 |
| 6.3.6 权重图计算 |
| 6.3.7 双景深图像融合 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要工作 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）微藻细胞浓度定量检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 典型微藻介绍 |
| 1.2.1 小球藻 |
| 1.2.2 莱茵衣藻 |
| 1.3 微藻细胞浓度检测技术研究现状 |
| 1.3.1 传统检测技术 |
| 1.3.2 光谱及成像技术 |
| 1.4 国内外研究存在的问题 |
| 1.5 研究内容和技术路线 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 2 微藻细胞浓度信息获取的理论基础与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 荧光光谱技术 |
| 2.2.1 荧光的产生 |
| 2.2.2 荧光光谱的类型和特征 |
| 2.2.3 荧光寿命和荧光量子产率 |
| 2.2.4 常用的荧光光谱技术 |
| 2.3 吸收光谱技术 |
| 2.3.1 吸收光谱的产生 |
| 2.3.2 吸收光谱定量测量原理 |
| 2.3.3 溶液吸收光谱的测量方法 |
| 2.3.4 吸光度测量的误差 |
| 2.4 光谱数据采集系统 |
| 2.4.1 USB6500微型光谱仪 |
| 2.4.2 光谱数据采集、分析和建模软件 |
| 2.5 显微图像技术 |
| 2.5.1 CKX41倒置显微镜 |
| 2.5.2 电子目镜 |
| 2.5.3 显微成像过程 |
| 2.6 光谱数据处理与建模技术 |
| 2.6.1 光谱预处理算法 |
| 2.6.2 光谱数据降维 |
| 2.6.3 光谱定量建模算法 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于数字图像处理技术的微藻细胞浓度定量检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 图像的表示方法 |
| 3.3 藻细胞显微图像获取 |
| 3.4 显微图像预处理 |
| 3.4.1 图像调整 |
| 3.4.2 HSV彩色空间转换 |
| 3.4.3 图像增强 |
| 3.4.4 空间滤波 |
| 3.4.5 图像锐化 |
| 3.4.6 图像二值化 |
| 3.4.7 图像形态学处理 |
| 3.5 图像分割 |
| 3.6 微藻细胞浓度定量 |
| 3.6.1 微藻细胞计数 |
| 3.6.2 微藻细胞浓度定量 |
| 3.7 微藻细胞浓度自动定量软件设计 |
| 3.7.1 登录界面设计 |
| 3.7.2 主界面设计 |
| 3.7.3 软件测量结果比较 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 基于单激发原位荧光技术的微藻细胞浓度定量检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 荧光强度与藻类浓度之间的关系 |
| 4.2.1 荧光强度与浓度之间的关系 |
| 4.2.2 影响荧光强度的因素 |
| 4.3 微藻原位荧光光谱测量平台搭建 |
| 4.4 材料和方法 |
| 4.4.1 藻类培养和样品制备 |
| 4.4.2 微藻细胞浓度显微测量方法 |
| 4.5 样本光谱分析 |
| 4.6 光谱建模与数据处理方法 |
| 4.6.1 模型结构 |
| 4.6.2 输入变量与数据处理 |
| 4.6.3 模型性能评估 |
| 4.7 模型的训练与性能评估 |
| 4.7.1 模型的训练 |
| 4.7.2 模型预测结果 |
| 4.7.3 模型的验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 基于重构吸收光谱技术的微藻细胞浓度定量检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光谱仪测量溶液吸光度 |
| 5.2.1 光谱仪测量系统 |
| 5.2.2 光源的选择 |
| 5.2.3 比色皿的选择 |
| 5.2.4 光谱仪积分时间与吸光度之间的关系 |
| 5.3 微藻吸收光谱信息获取平台搭建 |
| 5.4 材料和方法 |
| 5.4.1 样本获取 |
| 5.4.2 测量方法 |
| 5.5 数据处理方法 |
| 5.5.1 数据预处理 |
| 5.5.2 模型性能评估 |
| 5.6 吸收光谱重构 |
| 5.6.1 积分时间与吸光度之间的关系 |
| 5.6.2 小球藻样品的重构吸收光谱曲线 |
| 5.6.3 特征光谱选择 |
| 5.7 模型的预测与比较 |
| 5.7.1 模型预测结果 |
| 5.7.2 研究结果比较 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的论文及专利 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）烟煤显微组分组图像自动识别技术研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 显微镜自动扫描台发展现状 |
| 1.2.2 显微镜自动聚焦技术发展现状 |
| 1.2.3 显微组分自动识别技术发展现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 论文研究内容及方法 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 关键技术 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 2 煤岩显微图像自动采集硬件平台集成研制 |
| 2.1 煤岩显微图像自动采集硬件平台总体设计 |
| 2.2 自动扫描与聚焦装置的机械结构设计 |
| 2.2.1 机械结构设计 |
| 2.2.2 关键结构运动机构设计 |
| 2.2.3 自动扫描台结构受力分析 |
| 2.3 自动扫描与聚焦装置的驱动控制系统设计 |
| 2.3.1 驱动控制系统总体设计 |
| 2.3.2 电机驱动系统组件主要参数计算分析 |
| 2.3.3 驱动控制系统的硬件组成及运行过程 |
| 2.3.4 控制系统电路设计 |
| 2.3.5 控制模式设计 |
| 2.4 基于图像处理的自动聚焦算法开发 |
| 2.4.1 煤岩粉煤光片灰度图像特征分析 |
| 2.4.2 基于灰度方差函数的煤岩图像清晰度评价算法 |
| 2.4.3 自动聚焦搜索算法开发 |
| 2.5 加工试制 |
| 2.6 煤岩显微图像自动采集硬件平台集成及软件开发 |
| 2.6.1 煤岩显微图像自动采集硬件平台集成 |
| 2.6.2 煤岩显微图像自动采集硬件平台的软件开发 |
| 2.7 图像自动采集硬件平台性能测试 |
| 2.7.1 试验方法步骤 |
| 2.7.2 硬件平台试验 |
| 本章小结 |
| 3 煤岩显微图像质量影响因素分析及关键采集参数优选 |
| 3.1 试验煤岩样品与图像采集 |
| 3.1.1 煤岩样品制备 |
| 3.1.2 样品图像采集 |
| 3.2 煤岩显微图像采集影响因素分析 |
| 3.2.1 显微镜不同光源强度下显微图像灰度特征 |
| 3.2.2 相机不同曝光时间下显微图像灰度特征 |
| 3.2.3 不同煤化程度煤的图像采集关键参数优选 |
| 3.2.4 图像尺寸对显微组分灰度分布的影响分析 |
| 本章小结 |
| 4 煤岩显微图像预处理与样品图像灰度曲线特征 |
| 4.1 煤岩显微图像中黏结剂特征及剔除技术 |
| 4.1.1 正常灰度黏结剂的图像特征 |
| 4.1.2 异常灰度-模糊亮斑状黏结剂的图像特征 |
| 4.1.3 黏结剂图像剔除预处理技术开发 |
| 4.1.4 效果验证 |
| 4.2 煤岩图像显微成分间灰度异常边界特征及其处理技术 |
| 4.2.1 煤岩显微图像灰度异常边界特征及成因分析 |
| 4.2.2 灰度异常边界的剔除技术开发 |
| 4.2.3 煤岩显微图像灰度异常边界剔除结果分析 |
| 4.2.4 灰度异常边界对显微组分组自动识别准确性影响 |
| 4.3 煤岩图像显微组分组合特征及其典型灰度曲线类型 |
| 本章小结 |
| 5 GKMC煤岩显微组分组图像自动识别算法开发 |
| 5.1 几类典型图像分割算法适用性测试分析 |
| 5.1.1 基于像素信息的分割算法测试分析 |
| 5.1.2 阈值分割类法测试分析 |
| 5.1.3 基于显微组分灰度直方图的分割方法测试分析 |
| 5.1.4 基于模式识别的分割方法测试分析 |
| 5.2 GKMC煤岩显微组分组图像分割算法开发 |
| 5.2.1 两种典型聚类分割算法特征分析 |
| 5.2.2 GKMC煤岩显微组分组图像分割算法开发 |
| 本章小结 |
| 6 煤岩显微组分组图像法自动化测定软件系统开发 |
| 6.1 煤岩显微组分组图像法自动化测定软件系统总体设计 |
| 6.2 煤岩显微组分组图像预处理模块 |
| 6.3 显微组分组图像自动识别模块 |
| 6.4 显微组分组体积含量统计模块 |
| 6.5 测定结果报告输出模块 |
| 本章小结 |
| 7 GKMC煤岩显微组分组图像法自动测定技术应用 |
| 7.1 煤岩分析测定样品选取 |
| 7.2 图像法显微组分组测定的有效测点确定 |
| 7.3 显微组分组含量自动识别测定系统的重复性分析 |
| 7.4 显微组分组含量自动识别测定结果的准确性分析 |
| 7.4.1 自动测定与人工鉴定结果的一致性分析比对 |
| 7.4.2 偏倚性分析 |
| 7.5 不同图像法测定结果对比分析 |
| 本章小结 |
| 8 结论及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 论文创新性 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于原位显微图像在线检测冷却结晶过程晶体形态的方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 晶体图像的在线分割 |
| 2.1 图像检测装置及实验设计 |
| 2.1.1 结晶过程机理 |
| 2.1.2 原位显微图像检测装置 |
| 2.1.3 结晶过程实验 |
| 2.2 单目图像分割算法 |
| 2.2.1 图像增强 |
| 2.2.2 图像阈值化分割 |
| 2.2.3 分割结果 |
| 2.3 基于深度学习的图像分割方法 |
| 2.3.1 Mask-RCNN深度学习网络 |
| 2.3.2 晶体图像分割 |
| 2.4 小结 |
| 3 基于图像分析的冷却结晶过程晶体种群尺寸分布统计 |
| 3.1 无参考图像质量评估 |
| 3.1.1 平均对比度差分归一化(MSCN)系数 |
| 3.1.2 主轴纹理描述子 |
| 3.1.3 特征向量 |
| 3.1.4 无参考图像质量评估指标 |
| 3.1.5 实时图像筛选 |
| 3.2 双目图像分析 |
| 3.2.1 双目视觉基本原理 |
| 3.2.2 相机标定 |
| 3.2.3 双目相机图像匹配匹配 |
| 3.2.4 实验结果 |
| 3.3 图像检测冷却结晶过程的阶段分析 |
| 3.3.1 初始饱和溶液图像检测 |
| 3.3.2 图像评估特征向量 |
| 3.3.3 图像检测阶段划分与模型切换 |
| 3.4 晶体种群尺寸分布统计 |
| 3.4.1 晶体尺寸测量 |
| 3.4.2 种群尺寸分布统计 |
| 3.5 小结 |
| 4 结晶过程在线监测平台设计 |
| 4.1 系统架构设计 |
| 4.2 硬件层 |
| 4.2.1 网络结构布局设计 |
| 4.2.2 现场图像采集与预处理系统 |
| 4.3 数据流图编程框架 |
| 4.3.1 设计思想 |
| 4.3.2 数据结构 |
| 4.3.3 运行框架 |
| 4.4 晶体分析数据结构设计 |
| 4.4.1 内存数据结构设计 |
| 4.4.2 磁盘文件结构设计 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 数据流图编程框架核心程序 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）单粒小麦种子表型精细化获取方法研究与装备研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 作物表型研究现状 |
| 1.2.2 种子表型精确获取平台研究现状 |
| 1.2.3 小麦种子外部形态表型的研究现状 |
| 1.2.4 小麦种子内部品质表型的研究现状 |
| 1.3 亟待解决的问题分析 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法与技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 基于全包围光源结构的单粒小麦光谱检测系统研究 |
| 2.1 全包围光源的NIRs检测方案设计 |
| 2.2 全包围的光路分析与结构设计 |
| 2.2.1 光路分析与结构设计 |
| 2.2.2 器件选型与设计 |
| 2.3 导电电路的设计 |
| 2.4 全包围结构光源的装配 |
| 2.5 全包围光源结构的光谱检测系统构建 |
| 2.6 系统装置性能试验与结果分析 |
| 2.6.1 波长重复性试验 |
| 2.6.2 吸光度重复性试验 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于模式识别的单粒小麦品质表型分析方法研究 |
| 3.1 模式识别的方法与原理 |
| 3.1.1 数据预处理方法 |
| 3.1.2 数据降维方法 |
| 3.1.3 特征提取方法 |
| 3.1.4 定性识别方法 |
| 3.1.5 定量预测方法 |
| 3.1.6 模型评价方法 |
| 3.2 小麦籽粒黑胚病的分类识别方法研究 |
| 3.2.1 试验材料与方法 |
| 3.2.2 结果分析与讨论 |
| 3.3 单粒小麦蛋白质组分定量建模方法研究 |
| 3.3.1 试验材料与方法 |
| 3.3.2 试验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于三维重建的小麦籽粒形态表型测量方法研究 |
| 4.1 三维重建方法理论与方案设计 |
| 4.1.1 基于可视化外壳的基本理论 |
| 4.1.2 基于全周显微图像测量的方案设计 |
| 4.2 图像采集与参数标定 |
| 4.2.1 图像采集系统的设计 |
| 4.2.2 成像旋转几何模型 |
| 4.2.3 相机内参标定 |
| 4.2.4 相机姿态解算 |
| 4.3 侧影轮廓提取 |
| 4.4 可视化外壳计算 |
| 4.4.1 创建空间包围盒 |
| 4.4.2 MC算法构造可视化外壳 |
| 4.5 三维重建结果 |
| 4.6 基于三维信息的形态表型提取 |
| 4.6.1 人工可测量参数提取 |
| 4.6.2 籽粒表面积提取 |
| 4.6.3 籽粒体积提取 |
| 4.6.4 投影面积和投影周长提取 |
| 4.6.5 衍生形态参数计算 |
| 4.7 形态表型测量结果与分析 |
| 4.7.1 人工可测量参数 |
| 4.7.2 人工不可测量参数 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 基于多源信息融合的单粒小麦生活力识别方法研究 |
| 5.1 信息融合的原理与方案设计 |
| 5.1.1 信息融合方案设计 |
| 5.1.2 特征层融合过程 |
| 5.1.3 决策层融合过程 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 试验材料与设备 |
| 5.2.2 试验过程 |
| 5.2.3 数据预处理与特征提取 |
| 5.2.4 判别模型建立方法 |
| 5.2.5 评价指标 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 生活力测定结果 |
| 5.3.2 光谱数据预处理 |
| 5.3.3 光谱数据特征提取 |
| 5.3.4 图像数据特征提取 |
| 5.3.5 特征层融合的判别结果 |
| 5.3.6 决策层融合的判别结果 |
| 5.3.7 融合模型分析讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 单粒小麦表型一体化获取方法研究与平台设计 |
| 6.1 总体设计及工作流程 |
| 6.2 平台控制设计 |
| 6.2.1 控制架构设计 |
| 6.2.2 主控与处理器选型 |
| 6.3 平台硬件设计 |
| 6.3.1 机架结构设计与选型 |
| 6.3.2 取种模块设计与选型 |
| 6.3.3 吸附模块设计与选型 |
| 6.3.4 运送模块设计与选型 |
| 6.3.5 图像采集模块设计与选型 |
| 6.3.6 光谱采集模块设计与选型 |
| 6.3.7 收种模块设计与选型 |
| 6.3.8 电源管理与选型 |
| 6.3.9 电气悬挂设计与选型 |
| 6.4 平台软件设计 |
| 6.4.1 集中管理层软件设计 |
| 6.4.2 作业监控层软件设计 |
| 6.4.3 过程控制层软件设计 |
| 6.4.4 表型数据管理设计 |
| 6.5 功能实现与平台联调 |
| 6.6 平台功能与性能分析 |
| 6.6.1 测量功能分析 |
| 6.6.2 测量精度分析 |
| 6.6.3 测量通量分析 |
| 6.6.4 测量重复性分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 相机位姿解算结果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、显微图像中形态参数的测定分析（论文参考文献）
- [1]农业物料微观力学检测系统研制与应用[D]. 郝一枫. 浙江大学, 2021(01)
- [2]小样本复杂三维材料组织图像分割方法研究与应用[D]. 马博渊. 北京科技大学, 2021(04)
- [3]基于URDnet的冷冻电镜图像颗粒提取研究[D]. 张悦. 湘潭大学, 2020(02)
- [4]基于絮体微观形态探讨双黄连制剂醇沉关键工艺参数对醇沉效果影响分析研究[D]. 蒋美林. 江西中医药大学, 2020
- [5]构造煤微观结构精细定量表征及瓦斯分形输运特性研究[D]. 张开仲. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]高速高分辨平面流式细胞显微成像技术研究[D]. 曲洪丰. 长春理工大学, 2020(01)
- [7]微藻细胞浓度定量检测方法研究[D]. 刘景艳. 河北农业大学, 2020(01)
- [8]烟煤显微组分组图像自动识别技术研究及应用[D]. 宋孝忠. 煤炭科学研究总院, 2020(03)
- [9]基于原位显微图像在线检测冷却结晶过程晶体形态的方法[D]. 杨翌煊. 大连理工大学, 2020(02)
- [10]单粒小麦种子表型精细化获取方法研究与装备研发[D]. 吴婷婷. 西北农林科技大学, 2020(01)