Совершенствование оптических методов псевдоцветового кодирования изображений для фотометрических измерений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПСЕВДОЦВЕТОВОГО КОДИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

01.04.05 - «Оптика»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

485771

2 С 0К7 2011

Новосибирск - 2011

4857710

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия» (ФГБОУ ВПО «СГГА»).

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор технических наук Носков Михаил Федорович.

доктор технических наук, профессор Гибин Игорь Сергеевич;

кандидат технических наук, доцент Тымкул Любовь Васильевна.

ОАО «ПО "Уральский оптико-механический завод" им. Э.С. Яламова» (г. Екатеринбург).

Защита состоится 27 октября 2011 г. в 15-00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.251.01 при ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия» (СГГА) по адресу: 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, д. 10, СГГА, ауд. 403.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГГА.

Автореферат разослан «26» сентября 2011 г.

Ученый секретарь ,——

диссертационного совета Симонова Г.В.

Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997. Подписано в печать 09.2011. Формат 60 х 84 1/16. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,65. Тираж 100 экз. Печать цифровая. Заказ 93 Редакционно-издательский отдел СГГА 63010В, Новосибирск, Плахотного, 10. Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА 630108, Новосибирск, Плахотного, 8

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Актуальность темы обусловлена тем, что в целевой программе «Основные направления фундаментальных исследований в России» (подразд. 1.3.7 «Прецизионные оптические измерения») к приоритетным направлениям развития науки, технологии и техники отнесены производственные оптические технологии, развитие которых невозможно без исследований высокочувствительных средств измерений, к которым относятся, в частности, микроскопические и интерференционные.

Данные исследования необходимы для решения следующих прикладных задач:

- повышение контраста и информативности изображений; визуализация микроскопических объектов;

- исследование прецизионных оптических элементов и систем;

- измерение геометрических параметров дефектов оптических деталей;

- контроль оптических деталей в реальном масштабе времени;

- модернизация серийно выпускаемых биологических микроскопов.

Решение данных прикладных задач затруднительно без повышения информативности фотометрических измерений, в том числе и на основе псевдоцветового кодирования.

Исследование выполнено в рамках специальности 01.04.05 «Оптика. Технические науки» с привлечением представлений колориметрии и биологии.

Целью диссертационной работы является совершенствование оптических методов псевдоцветового кодирования микроскопических объектов, позволяющих в максимальной степени использовать спектральную чувствительность человеческого глаза и видеокамеры для получения дополнительной информации об исследуемом объекте.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1) произвести сравнительный анализ оптико-физических и цифровых методов обработки изображений при визуализации микро- и макроскопических объектов;

2) разработать основы теории распознавания микро- и макроскопических объектов с использованием псевдоцветового кодирования их оптических изображений;

3) разработать методику обнаружения и изучения микро- и макроскопических объектов на принципах псевдоцветового кодирования;

4) произвести анализ особенностей использования метода псевдоцветового кодирования изображений при исследовании объектов различной природы происхождения;

5) доказать повышение контраста интерферометрических изображений, объектов различного класса за счет использования спектрального и пространственно-углового анализа интерферограмм.

Объектом исследования в работе являются современные приборы, используемые для высокочувствительных интерференционных измерений, фазо-

во-контрастные микроскопы для визуализации тонких фазовых объектов; клетки растительного и животного происхождения, оптические детали, изготовленные как из оптического, так и из органического стекла.

Предметом исследования является метод повышения информативности фотометрических измерений на основе псевдоцветовго кодирования изображений.

Теоретической и методологической основой работы служит анализ псевдоцветового изображения объектов различной природы на основе синтеза спектральной и пространственно-угловой фильтрации.

При решении поставленных задач использовался теоретический анализ контраста изображений. Экспериментальные исследования производились с применением стандартного интерферометрического и голографического оборудования (оптическая скамья ОСК-2, голографическая установка СИН НПЗ, интерферометр Цайга-Марк III, микроскоп МБУ-4).

В качестве методов исследования использованы исследования в области оптики контраста микроскопических объектов и колориметрии и экспериментальные исследования приемов оптического псевдоцветового кодирования.

Научная новизна:

1) усовершенствован оптический метод псевдоцветового кодирования изображений для фотометрических измерений микро- и наноразмерных объектов. Разработана методика повышения контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственно-угловой фильтрации излучения;

2) доказана возможность распознавания микроскопических (микро- и наноразмерных) объектов с использованием псевдоцветового кодирования изображений. При этом установлено, что использование метода позволяет повысить визуальное качество распознавания объектов различной природы происхождения;

3) впервые проведены исследования методов увеличения контраста малоконтрастных интерферограмм и оптических изображений объектов, использующих псевдоцветовое кодирование изображений; экспериментально подтверждена возможность обнаружения малоконтрастных объектов;

4) разработаны оптико-конструкторские решения по созданию аппаратуры для приборной реализации метода псевдоцветового кодирования.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в следующем:

1) усовершенствованный метод визуализации микроскопических объектов в псевдоцветах позволяет использовать серийно выпускаемые биологические микроскопы с минимальной модернизацией;

2) предложенный метод визуализации дефектов на оптических элементах позволил перейти от трудоемкого определения размеров дефектов к оценке их размеров по цвету;

3) предложенная методика псевдоцветового аналогового кодирования позволила выявить в плазме крови включения, которые не могут быть диагностированы другими простыми методами;

4) разработаны оптико-конструкторские решения по созданию аппаратуры для приборной реализации метода псевдоцветового кодирования.

Материалы диссертации внедрены в работу ФГУП «ПО «Новосибирский приборостроительный завод» и ФГУП «ЦКБ «Точприбор».

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Оптико-физическое обоснование распознавания микроскопических объектов с использованием псевдоцветового кодирования изображений, позволившего улучшить визуальное качество изображения при оптических исследованиях объектов различной природы происхождения.

2. Метод увеличения контраста малоконтрастных интерферограмм и оптических изображений объектов, использующий псевдоцветовое кодирование изображений, основанный на синтезе спектрального и пространственно-углового анализа изображений.

3. Схемотехнические решения по созданию методик для приборной реализации способа псевдоцветового кодирования.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них четыре статьи опубликованы в изданиях, определенных в Перечне ВАК Минобрнауки РФ. В работах, изданных в соавторстве, анализ методик, проведение расчетов и экспериментов, а также постановка конкретных задач в процессе проведения экспериментов выполнены лично диссертантом.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь» с 2006 по 2010 г. (г. Новосибирск), на конференции «Приоритетные направления развития науки и тех-ники-2007» (г. Новосибирск), на VIII Международной конференции «Прикладная оптика-2008» (г. Санкт-Петербург), на научном семинаре кафедры приборных устройств НГПУ (г. Новосибирск) в 2009 г.

Струю-ура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения. Она изложена на 93 страницах, содержит 23 формулы, 53 иллюстрации, 5 таблиц. Список использованных литературных источников включает 75 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, поставлена цель и сформулированы задачи исследований, определена научная новизна и практическая ценность полученных результатов, выделены положения, выносимые на защиту.

В первом разделе рассматриваются известные методы повышения точности и чувствительности интерференционых измерений и методов псевдоцветового кодирования изображений, оптических и фотоэлектрических, в основном применительно к анализу интерференционных картин.

Значительное место уделено анализу работоспособности этих методов в условиях реального физического эксперимента. Уточняется класс объектов, которые могут быть исследованы при помощи известных методов.

В этом же разделе кратко рассмотрены известные методы и устройства для получения псевдоцветных изображений черно-белых объектов, а также цифровые методы обработки изображений (ЦОИ).

Основные задачи ЦОИ: улучшение качества изображения для лучшего его восприятия человеком, запись изображения с целью его хранения и преобразование пространственного изображения в последовательность электрических сигналов для передачи, например, со спутника на Землю.

Большинство методов обработки одномерных сигналов (например, медианный фильтр) применимы и к двухмерным сигналам, которыми являются изображения. Некоторые из этих одномерных методов значительно усложняются с переходом к двухмерному сигналу. В обработке сигналов широко используется преобразование Фурье, а также вейвлет-преобразование и фильтр Габора. Если обработка применяется к данным, представленным в цифровой форме (в частности, если сигнал переводится перед обработкой в цифровую форму), то такая обработка называется цифровой.

Зарубежными авторами предложен пространственный аналог метода фазовых шагов, требующий, однако, введения несущей пространственной частоты, сравнимой с голографической. Таким образом, теряется основное, по сравнению с цифровой голографией, преимущество - снижение требований к разрешающей способности ПЗС-матрицы.

Выводы по первому разделу:

1) электронные методы формирования сигналов изображения с помощью фотометрических матриц и цифровой обработки сигналов дают возможность представления изображения также и в псевдоцветовой форме;

2) исследуются оптические методы псевдоцветового кодирования изображений, которые проще в аппаратурном исполнении, и позволяют получить об объекте исследования дополнительную информацию.

Во втором разделе рассмотрены вопросы теории прикладного цветового моделирования как базовой теории формирования псевдоцветов в рассматриваемом методе.

Исходной цветовой моделью может считаться цветовая полоса, представляющая собой упрощенное изображение спектра семью локальными спектральными цветами. Обобщенная цветовая модель представляет собой объем, заполненный всеми существующими цветами, точным описанием каждого из которых является его положение в пространстве.

Классическим примером такой модели служит шар Рунге - абсолютно симметричное по всем осям тело. В качестве его главного сечения взят цветовой круг максимальной насыщенности и нормальной яркости, а длина серой шкалы равна диаметру круга. Начальные интенсивности всех цветов считаются равными и изменяющимися к полюсам по одному и тому же закону. Модель Рунге является одной из наиболее удобных иллюстраций принципа построения пространственной цветовой модели.

Очень похожа на нее модель Ламберта, наиболее существенным отличием которой является линейное, а не экспоненциальное изменение светлоты или насыщенности. Одним из самых простых вариантов пространственной модели

является и пирамида Оствальда, построенная на базе плоской треугольной модели вдоль однонаправленной серой шкалы.

При всем изяществе и наглядности этих моделей, они не учитывают особенностей психофизического восприятия человеком различных областей спектра, предполагая одинаковую для всех цветов интенсивность.

Пересмотр базовой цветовой модели, предпринятый с учетом существования двух видов света, привел к появлению двух новых, взаимодополняющих моделей. Ими стали аддитивная модель для излучаемого света и субтрактив-ная - для отраженного (название первой из них происходит от англ. addition -сложение, суммирование, а второй - от англ. subtraction - вычитание.)

Вывод по второму разделу: наиболее полно явление возникновения псевдоцветов объясняет аддитивная модель, для которой присущ численный метод описания цветов. В нем отсутствуют классические понятия «насыщенность» и «светлота» или родственные им, в определенной мере, искусственные характеристики, удобные при синтезе цвета, но затрудняющие его анализ. Пространственный образ этой модели представляет собой куб, один из углов которого расположен в начале координат, а его ребра совпадают координатными осями.

В третьем разделе дано математическое обоснование повышения контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственной (угловой) фильтрации оптического излучения от объекта наблюдения.

На рисунке 1 объект наблюдения схематически представлен в виде транспаранта, имеющего зоны с различной спектральной прозрачностью и различными индикатрисами рассеяния, что условно отражает структурные и оптические особенности реальных объектов наблюдения. Световой поток от осветителя 1, спектр излучения которого имеет величину ДА.,, проходит через объект, частично поглощаясь, частично рассеиваясь на его структурных особенностях. Через объект пропускают также излучение второго осветителя с полосой спектра ЛАл под углом у к оптической видеокамере.

Рисунок 1 - Геометрия освещения и наблюдения исследуемого транспаранта:

а) схема для анализа метода; б) схематическое представление участков транспаранта

Во входной зрачок объектива видеокамеры попадут излучения от элементов объекта на длинах волн А?..| и Дл2, при этом соотношения интенсивностей излучений на разных длинах волн от одного и того же элемента объекта зависят от размеров элемента, его оптической плотности и рассеивающей способности, что позволяет получить об элементе новую информацию.

Обозначим через:

Ай, а, р - площадь входного зрачка и углы мгновенного (1 пиксель) поля зрения видеокамеры;

Хф, (X) - спектр коэффициента пропускания г-го фильтра;

Б, Б(Х) - интегральная и спектральная чувствительность приемника излучения видеокамеры;

/(ср = 0) - среднее значение индикатрисы рассеяния интерферограммы при угле освещения <р = 0 по апертуре видеокамеры;

/ (<р) - среднее значение индикатрисы рассеяния интерферограммы при произвольном угле освещения по апертуре видеокамеры;

Тл (А>ч); та (ДА.,-) - спектральные коэффициенты пропускания интерферограммы (транспаранта) в точках А и В;

(/, г); (и, к) - декартовые координаты точек А и В;

£0(х); £о - спектральная и интегральная освещенность в пространстве «тыльной» стороны транспаранта;

А? - множитель, численно равный N = (1/п) Л0ар.

При наблюдении транспаранта видеокамерой в интегральном свете значение контраста можно определить как:

V■ _ Уд ~ Ув /П

* - иА + ив ' (1)

где величины видеосигналов равны:

и а = <!/«) Л1}<фЕ^хА/А (ф = 0); (2)

ив = (Ш) Л0ар£0Лв/в (<р = 0). (3)

Рассмотрим ситуацию когда хл ~ тд; /л (ф = 0) ~/й (ф = 0) и иА~ IIто есть К—»0.

Тогда процедура синтеза спектральной и пространственной (угловой) фильтрации формирует спектральный контраст К(АХ):

„,..ч ¿У/,/, А).)- Цв(п, к, АХ)

К{&К> иА([,1Ы)+ив(п,к,т ' ()

где

иА (/', /, АХ) = (1/л)АоарЕо (ХОЯ (АХ,) г/АХ,, Ц) х/А (ф = 0) +

+ (]/ж)ЛааЩ,(Х^^ Ш,2) та(АХ2, /,;') х/, (ф)со5ф хф (Д/.2); (5)

UB(n, КАК) = (1/я)Л0ар£0(?ч)5 (Д?ч) т5(Д)ц,<0 */в (Ф = 0) + + (l/jt)Aoaߣo(X,2)S (Дл2) тв(ДЯ.2, п, к) xfA (v)cos<p хф (АХ2)\

Обозначим числитель в формуле (4) в виде:

АUAB = N [Е0(к\) S(Ш хА (А)ч) хф (&k,)fA (ф = 0) + + Е0(к2) S(АХ2) тА (АХ2) Ч (Ah)/а (ф)соБф -

- Е0(Х,) S(Ah) гв (Ah) Ч (А)ч)/В (Ф = 0) -

- Е0(Х2) S(AX2) ts (ДХг) Тф (АХ2)/в (ф)созф] = = ¡7<Д,) [хА (АХ,) - тй (ДХ|)/в (Ф = 0)] +

+ i/(,(A;) [т,4 (ДХ.2)/л (ф) - %в (Ahjfß (9)]cos ф. (7)

В свою очередь, знаменатель в формуле (4) равен: Uz = UMxA (Аh)fA (ф = 0) + хв (Ah)/в (Ф = 0)] +

+i/0ft2)[ тА (Ah)¡А (ф) + Та (Ah)fB WJcos ф, (8)

где i/o(Ai) и Ua(h) ~ величины видеосигналов на длинах волн и >,2 в области тыльной стороны транспаранта.

Тогда, при условии Ua(~K{) = Uo(h), выражение для спектрального контраста принимает вид:

К(Дл) = {[хА (Ah)fA (Ф = 0) - хв (Аh)fa (Ф = 0)] + [хА (Ah)/л (ф) -

- хв (АX2)fB (ф)] cos ф) / {[хА (A%i)fA (ф = 0) + тв (АXx)fB (ф = 0)] +

+ [хл (Ah)/а (ф) + тв (Ah)/в (V)lcos ф}. (9)

На основании формул (1)-(3) контраст в интегральном свете равен:

По результатам оценки спектральный контраст удовлетворяет условию

Проанализируем количество информации в черно-белом и цветных изображениях в соответствии с положениями теории по Хартли:

где С; Э - количество строк и элементов строки в изображении интерференционной картины.

После спектральной и пространственной фильтрации, так как наблюдается рост контраста изображения, можно записать:

К = (хА - та) / (хА + хе).

ЩАХ) > К.

(10)

Н = log2M; М=СЭК~К"

(11)

(12)

Н=(К~ К„) х log2C3; Иы = (К;Л-К„)кщ2СЭ.

(13)

Повышение количества информации оценим отношением

5 =

Н

Ка\ - К„

к-к„

где К„ - пороговый контраст, который для глаза равен от 0,02 до 0,03.

Расчеты, проведенные по формулам (9) и (15), при условии высокого и низкого контрастов исходного изображения показали рост количества информации в полученном при помощи данного способа изображении.

Выводы по третьему разделу:

1) количество наблюдаемой информации Н по Хартли увеличивается за счет роста контраста изображения исследуемого объекта при использовании подсветки в двух спектральных диапазонах;

2) при наблюдении интерферограммы в псевдоцветах выявляются не видимые без спектральной подсветки структурные особенности фотографического изображения, что увеличивает информативность изображения интерферограммы.

В четвертом разделе представлены результаты экспериментальных исследований.

Для экспериментальных колориметрических исследований была собрана установка на базе микроскопа МБУ-4, снабженная дополнительным, вторым осветителем. Перед осветителями помещались сменные монохроматические светофильтры, а в наблюдательной ветви помещалась стандартная цифровая видеокамера. Результаты работы установки регистрировались при помощи ноутбука. Внешний вид экспериментальной установки представлен на рисунке 2.

Целью экспериментальных исследований было нахождение условий, при которых выигрыш в чувствительности измерений за счет замены монохроматического изображения псевдоцветным максимален.

В работе доказано, что оптимальным является сочетание светофильтров СЗС-22 и КС-11, спектральные характеристики которых представлены на Рисунок 2 - Внешний вид установки рисунке 3.

300 350 100 450 500 550 600 620 700 750 800 850 900 950 1000

-СЗС-22 -КС-11

Рисунок 3 - Спектральные характеристики пропускания светофильтров КС-11 и СЗС-22

Об углах освещения априори было известно, что окрашивание интерференционных полос в псевдоцвета произойдет только в том случае, если, с одной стороны, в объектив не попадет регулярная составляющая, а, с другой стороны, попадет диффузная составляющая. Освещение по нормали и под углом к интер-ферограмме производили двумя дополнительными цветами, например, синим цветом - по оптической оси, красным цветом - в интервале углов от от 0 до 50°.

Принцип действия предложенного метода состоит в следующем: известно, что пропущенный фотопленкой свет содержит две составляющие - регулярную, которая сохраняет направление первоначального распространения и первоначальную когерентность, и диффузную, которая некогерентна и распространяется в пределах некоторого телесного угла, называемого индикатрисой рассеивания.

Сквозь самые светлые полосы интерферограммы. соответствующие минимумам интерференционной картины для негативного фотоматериала, пройдет свет преимущественно с регулярной структурой; сквозь сильно экспонированные участки, соответствующие максимумам интерференции, свет не пройдет вообще, и только участки на границе светлых и темных полос дадут диффузную составляющую, распространяющуюся во все стороны.

Из ранее опубликованных работ известно, что дифференцирование изображений интерференционных полос приводит к повышению чувствительности измерений и снижению погрешности измерений.

Оптическая схема устройства для анализа интерферограмм и других объектов представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Оптическая схема устройства для оконтуривания интерференционных полос:

1 - источники света; 2 - коллимирующие объективы; 3 - светофильтры; 4 - предметный стол микроскопа; 5 - объектив микроскопа; 6 - окуляр микроскопа

Пример исходной интерферограммы при увеличении 56х и интерферограммы в псевдоцветах представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 - Исходная интерферограмма и интерферограмма в псевдоцветах

Далее диссертантом были проведены исследования в части возможности использования метода псевдоцветового аналогового кодирования изображений других объектов.

На рисунке 6 представлено исходное и псевдоцветовое изображение клеток растительного происхождения - клеток лука при увеличении 56х.

Рисунок 6 - Исходное и псевдоцветовое изображение клеток лука, 56х

Далее при помощи выше описанной методики проводились исследования капли крови.

Исследование крови с применением данной методики позволяет выявить наличие в плазме крови включений, которых в норме присутствовать не должно (кристаллы холестерина, сахара, продукты нарушения пуринового обмена -кристаллы мочевой кислоты и др., включая бактерии и грибки).

На рисунке 7 представлено исходное изображение и изображение в псевдоцветах клеток крови при увеличении установки 56х.

Рисунок 7 - Исходное и псевоцветовое изображение клеток крови, 56х

Предложенный метод может применяться и при контроле оптических деталей в реальном масштабе времени.

На рисунках 8, 9 и 10 представлены изображения дефектов (царапин, полос и пузырей) в линзе и оргстекле соответственно при увеличении 56х.

Рисунок 8 - Царапина на линзе, 56х

Рисунок 9 - Дефекты органического стекла, 56х

(С (€

Рисунок 10 - Дефект - пузырь в стекле, 56х

Измерение геометрических параметров всех объектов производилось с помощью программы иТСО, которая позволяет выполнять их качественную оценку.

Результаты контроля деталей представлены в таблице 1. Таблица 1 - Результаты контроля оптических деталей.

Наименование Царапины, длина, мм Свили, длина, мм Пузыри, диаметр, мм

детали (тип) До От От Св. До От От Св. До От Ог Св.

0,01 0,01 0,1 1,0 0,01 0,01 0,1 1,0 0,01 0,01 0,1 1,0

до до до до до до

0,1 1,0 0,1 1,0 0,1 1,0

Линзы диаметром до 10 мм 2 1 1+1 1

Окончание таблицы 1

Наименование детали (тип) Царапины, длина, мм Свили, длина, мм Пузыри, диаметр, мм

До 0,01 От 0,01 до 0,1 От 0,1 до 1,0 Св. 1,0 До 0,01 От 0,01 до 0,1 От 0,1 до 1,0 Св. 1,0 До 0,01 От 0,01 до 0,1 От 0,1 до 1.0 Св. 1,0

Линзы диаметром отШ до 20 мм + 1 3 1 2 +2 1

Линзы диаметром от 20 до 30мм 2 1 1 1

Линзы диаметром свыше 30 мм 2 2+2 3 +1 1 2

Плоскопараллельные пластины диаметром до 10 мм 1 2 3 1 1

Плоскопараллельные пластины диаметром от 10 до 15 мм 2 1 1 +1 2+2 1+1 1

Плоскопараллельные пластины диаметром от 15 до 20 мм 1 +2 2 2+1 1 2

Плоскопараллельные пластины диаметром от 20 до 25 мм 2 1 2 2 +1 1

Плоскопараллельные пластины диаметром более 25 мм 2 +1 2 1 2

ИТОГО: 66 +16 9+1 6+2 7+1 7+2 6+1 4+1 7+2 5+2 2 5+4 6 2

Примечание:

1) для проведения исследования использовались одинаковые партии деталей, по 20 штук каждого наименования, всего 180 штук;

2) красным цветом отмечены дефекты, выявленные при помощи предлагаемого метода (выявлено дополнительно 16 дефектов оптических деталей).

В заключении представлены основные результаты работы.

1. Усовершенствован оптический метод псевдоцветового кодирования изображений микро- и наноразмерных объектов.

2. Разработаны основы теории распознавания макроскопических (микро- и наноразмерных) объектов с использованием псевдоцветового кодирования изображений; показано, что использование метода позволяет улучшить визуальное качество изображения при оптических исследованиях объектов различной природы происхождения.

3. Впервые проведены исследования методов увеличения контраста малоконтрастных интерферограмм и оптических изображений объектов, использующих псевдоцветовое кодирование изображений, основанные на синтезе спектрального и пространственно-углового анализа интерферограмм, подтверждена возможность улучшения контраста изображений объектов.

4. Разработаны схемотехнические решения по созданию методик для приборной реализации способа псевдоцветового кодирования.

5. Материалы диссертационной работы внедрены на ФГУП «ПО «Новосибирский приборостроительный завод» и на ФГУП «ЦКБ «Точприбор».

6. Результаты диссертационной работы могут быть использованы предприятиям и организациям, входящими в холдинг «Оптические системы и технологии» корпорации Ростехнологии в реальном производстве.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации:

1 Носков, М.Ф. Двухлучевой интерферометр повышенной чувствительности для регистрации сверхмалых подвижек тектонических плит [Текст] / М.Ф. Носков, М.М. Кузнецов // Известия вузов. Горный журнал. - 2007. - № 4. -С. 58-61.

2 Носков, М.Ф. Способ псевдоцветового кодирования черно-белых фотографических снимков [Текст] / М.Ф. Носков, М.М. Кузнецов, П.И. Петров // Фундаментальные исследования. - 2007. - № 6. - С. 57-58.

3 Носков, М.Ф. Способ псевдоцветового кодирования черно-белых фотографических снимков [Текст] / М.Ф. Носков, П.И. Петров, М.М. Кузнецов // Сб. матер. Междунар. конф. «Приоритетные направления развития науки, технологии и техники», 23-30 марта 2007 г., Греция. - Афины, 2007.

4 Носков, М.Ф. О возможности преобразования монохроматического изображения в окуляре прибора ночного видения в псевдоцветовое изображение [Текст] / М.Ф. Носков, П.И. Петров, М.М. Кузнецов // Сб. матер. III Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2007», 25-27 апреля 2007 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2007. - Т. 6. - С. 125.

5 Носков, М.Ф. Выделение малоконтрастных элементов на фотографических снимках [Текст] / М.Ф. Носков, И.Н. Белоус, М.С. Комбаров, М.М. Кузнецов // Сб. матер. II Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006», 24-28 апреля 2006 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2006. - Т. 4. - С. 114-117.

6 Носков, М.Ф. Выделение малоконтрастных элементов на фотографических снимках [Текст] / М.Ф. Носков, И.Н. Белоус, М.С. Комбаров, М.М, Кузнецов // Сб. матер. II Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006», 24-28 апреля 2006 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2006. - Т. 6. - С. 82-85.

7 Кузнецов, М.М. Программа utco209c для УЦО серии 209 [Текст] / М.М. Кузнецов, A.A. Марач, М.С. Комбаров // Сб. матер. IV Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2008», 24-28 апреля 2008 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2008. - Т. 4. - С. 60-63.

8 Носков, М.Ф. Чувствительность оптических интерферометров [Текст] / М.Ф. Носков, М.М. Кузнецов // Естественные и технические науки. - 2009. -№ 2(40). - С. 302-305.

9 Кузнецов, М.М. Метод выделения экстремумов полос путем нелинейной фоторегистрации интерференционной картины [Текст] / М.М. Кузнецов, М.Ф. Носков // Сб. матер. V Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2009»,

21-28 апреля 2009 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2009. - Т. 5, ч. 2. -С. 185-187.

10 Кузнецов, М.М. О проблеме поиска гравитационных волн [Текст] / М.М. Кузнецов И Сб. научных трудов аспирантов и молодых ученых СГГА, 2009 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2009. - Вып. 6. - С. 22-24.

11 Кузнецов, М.М. Применение программного обеспечения для измерительных микроскопов в производстве [Текст] / М.М. Кузнецов, М.С. Комбаров // Сб. науч. тр. аспирантов и молодых ученых Сибирской государственной геодезической академии. - Новосибирск: СГГА, 2009. - Вып. 6. - С. 25-28.

12 Кузнецов, М.М. Система технического зрения [Текст] / М.М. Кузнецов, М.С. Комбаров // Сб. матер. VI Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2010», 19-29 апреля 2010 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2010. - Т. 5, ч. 1.-С. 166-167.

13 Кузнецов, М.М. О теории прикладного цветового моделирования [Текст] / М.М. Кузнецов // Сб. матер. VI Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2010», 19-29 апреля 2010 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2010. -Т. 5,ч. 1,-С. 187-189.

14 Кузнецов, М.М. Контроль оптических деталей методом псевдоцветового аналогового кодирования [Текст] / М.М. Кузнецов // Сб. матер. VI Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2010», 19-29 апреля 2010 г., Новосибирск. -Новосибирск: СГГА, 2010. - Т. 5, ч. 1. - С. 190-192.

15 Кузнецов, М.М. Повышение контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственно-угловой фильтрации излучения [Текст] / М.М. Кузнецов, O.K. Ушаков, В.М. Тымкул, М.Ф. Носков // Вестник СГГА. - 2010. - № 2(13). - С. 96-100.

16 Кузнецов, М.М. Эстетика и культура производства, как фактор повышения качества продукции [Текст] / М.М. Кузнецов // Стандарты и качество. -2011.-№ 1(883).-С. 96.

Введение

1 Основные методы повышения точности, чувствительности и информативности оптических измерений

1.1 Измерение параметров фотографических объектов путем анализа фотографического изображения

1.2 Интерференционный метод измерения характеристик оптических деталей

1.3 Краткий анализ высокочувствительных интерференционных методов

1.3. 1Многопроходовая интерферометрия

1.3.2 Многолучевая интерферометрия

1.4 Цифровые методы обработки изображений (ЦОИ)

1.5 Наблюдение в темном поле

1.6 Метод фазового контраста

1.6.1 Общие сведения

1.6.2 Метод Фрица Цернике

1.7 Получение интерферограмм в реальном масштабе времени

1.8 Определение размеров микрообъекта по его дифракционной картине

1.9 Влияние спекл-шума при записи интерферограмм

2 Теория прикладного'цветового моделирования

2.1 Исходная цветовая модель

2.2 Треугольная модель

2.3 Модель ШВ

2.4 Обобщенная цветовая модель

3 Повышение контраста и информативности изображений 57 3.1 Методика повышения контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственной фильтрации излучения

3.2 Огггико-физическое обоснование метода повышения контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственной фильтрации излучения

3.3 Анализ количества информации в интегральном свете

4 Экспериментальные исследования

4.1 Методика экспериментальных исследований выделения контуров полос на интерферограммах предлагаемым оптическим методом псевдоцветового кодирования

4.2 Результаты измерений интерферограмм и реальных объектов с использованием оптического метода псевдоцветового кодирования

4.3 Исследование возможности использования оптического метода псевдоцветового кодирования изображений при изучении клеток растительного и природного происхождения

4.3.1 Структура клетки

4.3.2 Исследование капли крови оптическим методом псевдоцветового кодирования

4.4 Исследование возможности использования метода псевдоцветового аналогового кодирования изображений при контроле оптических деталей в реальном масштабе времени

4.5 Измерение геометрических параметров дефектов оптических деталей

4.5.1 Методика измерения параметров дефектов

4.5.2Результаты измерений дефектов оптических деталей

Актуальность темы исследования

В целевой программе «Основные направления фундаментальных исследований в России (подраздел 1.3.7 «Прецизионные оптические измерения») к приоритетным направлениям развития науки, технологии и техники отнесены производственные оптические технологии, развитие которых невозможно без исследований высокочувствительных средств измерений, к которым относятся, в частности, микроскопические и интерференционные.

Данные исследования необходимы для решения ряда прикладных задач: -повышения контраста и информативности изображений; визуализации микроскопических объектов;

-исследования формы прецизионных оптических элементов и систем; -регистрации сверхмалых подвижек тектонических плит [35]; -измерения геометрических параметров дефектов оптических деталей; -контроле оптических деталей в реальном масштабе времени; -модернизация серийно выпускаемых биологических микроскопов. Решение данных прикладных задач затруднительно без. повышения'информативности фотометрических измерений, в том числе и на основе псевдоцветового кодирования.

Наиболее распространенная двухлучевая интерферометрия [25] позволяет измерять сдвиг интерференционных полос с погрешностью от У20 до У5 0, где X - длина волны используемого излучения. Для источников видимого диапазона погрешность измерений достигает 10 нанометров, что вполне достаточно для большинства случаев. При этом погрешность интерференционных измерений определяется чувствительностью интерферометра [8] и пределом чувствительности, так как другие факторы, влияющие на погрешность, можно практически исключить при использовании так называемых дифференциальных схем, или схем сравнения

9].

При анализе интерферограмм в последние два десятилетия очень широко применяются методы фотоэлектронной обработки изображений [10, 48]. Несомненным преимуществом приборов с фотоэлектронной обработкой изображений является оперативность получения снимка и получение с его помощью необходимой информации. В тексте диссертации приводится краткий аналитический обзор этой темы.

Кроме методов фотоэлектронной обработки изображений применяются и чисто оптические методы [27], одним из которых является нелинейная обработка изображений. Так же, к ним принято относить методы записи голограмм в нелинейных условиях и их восстановления в высших порядках дифракции, методы непосредственной нелинейной регистрации изображений с преобразованием формы поперечного сечения интерференционных полос и методы преобразования монохроматических изображений в псевдоцветные изображения.

В микроскопии существуют свои узкоспециальные методы повышения чувствительности и повышения информативности изображений, наиболее хорошие результаты дает фазово-контрастный метод, предложенный в начале 20 века Фрицем Цернике [62, 63].

Предлагаемые в настоящей работе методы используют особенности человеческого зрения, заключающиеся в том, что при визуальной оценке информации контрастная чувствительность глаза к изменениям цвета на два порядка превышает чувствительность глаза к изменениям интенсивности.

Кроме того, показано, что оптические методы псевдоцветового кодирования позволяют получать дополнительную информацию об объекте исследования; такую информацию фотоэлектрические методы не представляют.

Актуальность исследования заключается в возможности улучшения предела чувствительности современных оптических методов микроскопического исследования объектов.

Исследование выполнено в рамках специальности 01.04.05 - «Оптика. Технические науки» с привлечением представлений физиологической оптики (использованы существующие цветовые модели) и биологии (исследовались клетки растительного и животного происхождения).

Цель и задачи исследования

Целью исследования является совершенствование оптических методов псевдоцветового кодирования микроскопических объектов, позволяющих в максимальной степени использовать цветочувствительность человеческого глаза и позволяющих получить дополнительную информацию об исследуемом объекте.

Для достижения поставленной'цели необходимо было решить следующие задачи:

-произвести сравнительный анализ оптико-физических и цифровых методов обработки изображений при визуализации микро и макроскопических объектов;

-разработать основы теории распознавания микро- и макроскопических объектов с использованием псевдоцветового кодирования их оптических изображений;

-разработать методику, обнаружения и изучения микро- и макроскопических объектов на принципах псевдоцветового кодирования;

-произвести анализ особенностей использования метода псевдоцветового кодирования изображений при исследовании объектов различной природы происхождения;

-доказать повышение контраста интерферометрических изображений, объектов различного класса за счет использования спектрального и пространственно-углового анализа интерферограмм.

Объект и предмет исследования

Объектом исследований в работе являются современные приборы, используемые для высокочувствительных интерференционных измерений, фазово-контрастные микроскопы, используемые для визуализации тонких фазовых объектов; клетки растительного (лука) и животного происхождения (крови), оптические детали (линзы и плоскопараллельные пластины), изготовленные как из оптического стекла, так и из органического стекла.

Предметом исследования служат методологические и теоретические основы разработки и реализации метода повышения информативности фотометрических измерений на основе псевдоцветовго кодирования изображений.

Теоретическая и методологическая база исследования

Теоретической и методологической основой настоящей работы служит явление возникновения псевдоцветового изображения объектов различной природы.

При решении поставленных задач использовался математический аппарат, применяемый в теоретической интерферометрии и колориметрии, экспериментальные исследования производились с применением стандартного интерферо-метрического и голографического оборудования (оптическая скамья ОСК-2, голо-графическая установка СИН НПЗ, интерферометр Цайга-Марк III, микроскоп МБУ-4, персональный компьютер).

В качестве методов исследования использованы теоретические исследования в области оптики микроскопических объектов и колориметрии и экспериментальные исследования методов оптического псевдоцветового кодирования.

В качестве методов исследования использованы: метод научной индукции, метод научных аналогий и метод компарирования.

Научная новизна:

1) усовершенствован оптический метод псевдоцветового кодирования изображений для фотометрических измерений микро- и наноразмерных объектов. Разработана методика повышения контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственно-угловой фильтрации излучения;

2) доказана возможность распознавания микроскопических (микро и наноразмерных) объектов с использованием псевдоцветового кодирования изображений. При этом установлено, что использование метода позволяет повысить визуальное качество распознавания объектов различной природы происхождения;

3) впервые проведены исследования методов увеличения контраста малоконтрастных интерферограмм и оптических изображений объектов, использующих псевдоцветовое кодирование изображений; экспериментально подтверждена возможность обнаружения малоконтрастных объектов;

4) разработаны оптико-конструкторские решения по созданию аппаратуры для приборной реализации метода псевдоцветового кодирования.

Практическая значимость:

1) усовершенствованный метод визуализации микроскопических объектов в псевдоцветах позволяет использовать серийно выпускаемые биологические микроскопы с минимальной модернизацией;

2) предложенный метод визуализации дефектов на оптических элементах позволил перейти от трудоемкого определения размеров дефектов к оценке их размеров по цвету;

3) предложенная методика псевдоцветового аналогового кодирования позволила выявить в плазме крови включения, которые не могут быть диагностированы другими простыми методами;

4) разработаны оптико-конструкторские решения по созданию аппаратуры для приборной реализации метода псевдоцветового кодирования.

Материалы диссертации внедрены на ФГУП «ПО «Новосибирский приборостроительный завод» и на ФГУП «ЦКБ «Точприбор».

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Оптико-физическое обоснование распознавания микроскопических объектов с использованием псевдоцветового кодирования изображений, позволившие улучшить визуальное качество изображения при оптических исследованиях объектов различной природы происхождения.

2. Метод увеличения контраста малоконтрастных интерферограмм и оптических изображений объектов, использующий псевдоцветовое кодирование изображений, основанный на синтезе спектрального и пространственно-углового анализа изображений.

3. Схемотехнические решения по созданию методик для приборной реализации способа псевдоцветового кодирования.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них четыре статьи опубликованы в изданиях, определенных в Перечне ВАК Минобрнауки РФ. В работах, опубликованных в соавторстве, анализ методик, проведение расчетов и экспериментов, а также постановка конкретных задач в процессе проведения экспериментов выполнены лично диссертантом.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на Международных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь 2006 - 2010» г. Новосибирск, на конференции «Приоритетные направления развития науки и техники-2007», г. Новосибирск, на VIII Международной конференции «Прикладная оптика -2008» в г. Санкт-Петербурге, на научном семинаре кафедры приборных устройств НГПУ г. Новосибирск в 2009 году.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, она изложена на 93 страницах машинописного текста, содержит 23 формулы, 53 иллюстрации, 5 таблиц и список использованных источников из 75 наименований.

Основные результаты работы:

1) усовершенствован оптический метод псевдоцветового кодирования изображений микро и наноразмерных объектов;

2) разработаны основы теории распознавания макроскопических (микро и наноразмерных) объектов с использованием псевдоцветового кодирования изображений; показано, что использование метода позволяет улучшить визуальное качество изображения при оптических исследованиях объектов различной природы происхождения;

3) впервые проведены исследования методов увеличения контраста малоконтрастных интерферограмм и оптических изображений объектов, использующих псевдоцветовое кодирование изображений, основанные на синтезе спектрального и пространственно-углового анализа интерферограмм, подтверждена возможность улучшения контраста изображений объектов;

4) разработаны схемотехнические решения по созданию методик для приборной реализации способа псёвдоцветового кодирования.

Материалы диссертационной работы внедрены на ФГУП «ПО «Новосибирский приборостроительный завод» и на ФГУП «ЦКБ «Точприбор».

Результаты диссертационной работы могут быть использованы предприятиям и организациям входящими в холдинг «Оптические системы и технологии» корпорации Ростехнологии в реальном производстве.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Носков, М.Ф. Двухлучевой интерферометр повышенной чувствительности для регистрации сверхмалых подвижек тектонических плит. [Текст] / М.Ф. Носков, М.М. Кузнецов // Известия вузов. Горный журнал. - 2007, №4, -С. 58-61.

2. Носков, М.Ф. Способ псевдоцветового кодирования черно-белых фотографических снимков. [Текст] М.Ф. Носков, М.М. Кузнецов, П.И. Петров // Фундаментальные исследования, 2007, №6, -С. 57-58

3. Носков, М.Ф. Способ псевдоцветового кодирования черно-белых фотографических снимков. [Текст] / М.Ф. Носков, П.И. Петров, М.М. Кузнецов //' Сб. матер. Междунар. конф. «Приоритетные направления развития науки, технологии и техники», 23-30 марта 2007 г., Греция.

4. Носков, М.Ф. О возможности преобразования, монохроматического изображения в окуляре прибора ночного видения в псевдоцветовое изображение. [Текст] / М.Ф. Носков, П.И. Петров, М.М. Кузнецов //Сб. матер, междунар. науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2007», 25-27 апреля 2007 г., г. Новосибирск, т. 6- Новосибирск: СГГА, 2007. -С. 125.

5. Носков, М.Ф. Выделение малоконтрастных элементов на фотографических снимках. [Текст] / М.Ф. Носков, И.Н. Белоус, М.С. Комбаров, М.М. Кузнецов //Сб. матер, междунар. науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2006», 24-28 апреля 2006 г., г. Новосибирск, т. 4- Новосибирск: СГГА, 2006. -С. 114-117.

6. Носков, М.Ф. Выделение малоконтрастных элементов на фотографических снимках. [Текст] / М.Ф. Носков, И.Н. Белоус, М.С. Комбаров, М.М. Кузнецов //Сб. матер, междунар. науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2006», 24-28 апреля г Т-Тг)иг>сы(лмг>гчс т Wr»nnCHrfW>™-- ГТГА ОПП6 -Г1 Й9.Я5 mV vui д. • iivyi-iv vxiviip viv^ j. i,iwv/vu\;u|/vui wa i мч/v w. v/m w J •

7. Кузнецов, М.М. Программа utco209c для УЦО серии 209. [Текст] / М.М. Кузнецов, A.A. Марач, М.С. Комбаров //Сб. матер, междунар. науч. конгресс

ГЕО-Сибирь 2008», 24-28 апреля 2008 г., г. Новосибирск, т.4- Новосибирск: СГГА, 2008.-С. 60-63

8. Носков, М.Ф. Чувствительность оптических интерферометров. [Текст]; / М.Ф. Носков, М.М. Кузнецов // Естественные и технические науки. - 2009, №2 (40), -С. 302-305.

9. Кузнецов, М;М. Метод выделения: экстремумов полос путем нелинейной фоторегистрации интерференционной картины. [Текст] / М.М. Кузнецов, М.Ф: Носков//Сб. матер, междунар. науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2009», 21-28 апреля 2009 г., г. Новосибирск, т. 5 ч.2- Новосибирск: СГГА, 2009. -С. 185-187.

10. Кузнецов, М.М; О проблеме поиска 1равитащ10нкьтх волн: [Текст] / М М Кузнецов, //Сб. научных трудов аспирантов и молодых ученых СГГА, 2009 г., г. Новосибирск, выт 6-Новосибирск: СГГА^, 2009.-С. 22-24.

11. Кузнецов, М.М: Применение программного обеспечения' для измерительных микроскопов в производстве. [Текст] / М.М. Кузнецов, М-С. Комбаров //Сб. научных трудов аспирантов и молодых ученых СГГА, 2009 г., г. Новосибирск, вып.6- Новосибирск: СГГА, 2009: -С. 25-28:

12; Кузнецов, М;М; Система.технического: зрениям [Текст]!/ МеМ Кузнецов-М:с: Комбаров //Сб. матер, междунар- науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2010»,, 19-29 апреля 2010г., г. Новосибирск, т.5 ч.Г- Новосибирск: СГГА, 2010: -С. 166-167.

13. Кузнецов, М.М. О теории прикладного цветового моделирования. [Текст] / М.М; Кузнецов.//Сб. матер, междунар. науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2010», 19-29 апреля 2010 г., г. Новосибирск, т.5 ч.1- Новосибирск: СГГА, 2010. -С. 187-189:

14; Кузнецов, М.М: Контроль оптических деталей методом псевдоцветового аналогового кодирования. [Текст] / М.М. Кузнецов //Сб. матер, междунар. науч. конгресс «ГЕО-Сибирь 2010», 19-29 апреля 2010г., г. Новосибирск, т.5 чЛ- Новосибирск: СГГА, 2010.-С. 190-192.

15. Кузнецов, М.М. Повышение контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственно-угловой фильтрации излучения. [Текст] / М.М. Кузнецов, O.K. Ушаков, В.М. Тымкул, М.Ф. Носков //Вестник СГГА, №2(13), 2010, с-96-100.

16. Кузнецов, М.М. Эстетика и культура производства, как фактор повышения качества продукции. [Текст] / М.М. Кузнецов, //Стандарты и качество, №1(883), 2011, с-96.

Заключение

1. Borodin A.N., Malov A.N., Chuprakov S.A. The installation for scattering light level measurements in the shadow of the coronagraph's external occulting system // Proc. SPIE. 2005. V.5851. P.213-217.

2. Malov A.N. Control over information characteristic of coherent optical sys-terns // Laser physics. 1993. V.3. №1. P.193-203.

3. Cathey W.T., Dowski E.R. New paradigm for imaging systems // Appl. Opt. 2002. 41. P.6080-6092.

4. АЛ0.049.021И-00 Детали оптические. Методы контроля на интерферометре «Цайга-Марк Ш». Новосибирск: ФГУП «ПО «НПЗ», 2000. -12с.

5. Апенко, М.И. Прикладная оптика Текст. М.И. Апенко, А.С. Дубовик М.: Наука, 1971. -392 с.

6. Бегунов, Б.Н. Геометрическая оптика,Текст.- М.: МГУ, 1966. -182с.

7. Бородин А.Н. Визуализация тонкой структуры при наличии яркого мешающего источника в поле зрения: Дне. канд. физ. мат. наук / ДВГУПС. Хабаровск. 2004.

8. Бубис, И.Я. Разработка и исследование некоторых методов повышения чувствительности контроля профиля поверхности крупногабаритных оптических деталей Текст. : автореф. дне. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. -JL, 1972. -22с.

9. Васильев, JI.A. Интерферометр с дифракционной решеткой Текст./ JI. А. Васильев, И:В. Ершов М.: Машиностроение, 1976. -232с.

10. Вест, Ч. Голографическая интерферометрия Текст./ пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 504с.

11. Власов Н.Г., Тханг Нгуен Ван Расчет интерферограмм одномерных объектов с повышенной точностью // Измерительная техника. 2006. №8. С.37-38.

12. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений в среде МАТЬАВТекст. Р. Гонзалес, Р. Вудс, С. Эддинс. -М.: Техносфера, 2006. -616с.

13. ГОСТ 3514-94 . Стекло оптическое бесцветное. Технические условия. £ Текст. -Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1994. -34 с.

14. ГОСТ 9411-91. Стекло оптическое цветное. Технические условия. Текст.-М.: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1991. -48 с.

15. ГОСТ 23136-93. Материалы оптические. Параметры^ Текст. -Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации; метрологии и сертификации, 1993. -21 с.

16. Демидов В.М. Преобразование уровней яркости видеоизображения с широким диапазоном градаций. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 212-221.

17. Демидов В.М. Компенсация неравномерности шума, возникающей при интерполяции. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2,- М.: ЦНИИ «Циклон», 2007; с. 235-242.

18. Демидов В.М. Яковлев М.Б., Снижение уровня шума на видеоизображе-кии путем цифровой обработки. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 243-247.

19. Демидов В:М. Критерии сопоставления качества фокусировки объектива. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 264-272.

20. Демидов В.М., Поляков А.Ю. Алгоритм пространственной стабилизации изображения с использованием свободных коэффициентов // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 273 - 280.

21. Демидов В.М., Поляков А.Ю. Алгоритм пространственной стабилизации изображения // Научная сессия МИФИ-2007, Том 1, 2007, с. 93 - 94.

22. Демидов В.М. Повышение точности определения геометрического рассогласования кадров видеопоследовательности при тепловизионной аэро- и космической съемке // «Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка» 2008. №2. с. 168175.

23. Долженко, С.А. Справочник фотолюбителя Текст./ С.А. Долженко, В.А. Пушкарев. Новосибирск: Кн. изд-во, 1992. -240 с.

24. Дубовик, A.C. Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов Текст. М.:Наука, 1964. -156с.

25. Захарьевский, А.Н. Интерферометры. Государственное издательство оборонной промышленности Текст. -М., 1952, -С 296.

26. Ивенс, P.M. Введение в теорию цвета Текст.-М.: Мир, 1964. 125с.

27. Кейсесент, Д. Оптическая обработка информации Текст.: пер. с англ. -М.: Мир, 1980.-349 с.

28. Кузнецов, М.М. Применение программного обеспечения для измерительных микроскопов в производстве Текст. / М.М. Кузнецов, М.С. Комбаров //Сб. научных трудов аспирантов и молодых ученых СГГА, Новосибирск, 2009г.-Новосибирск: СГГА, 2009.- Вып.б-С. 25-28.

29. Кузнецов, М.М. Программа utco209c для УЦО серии 209 Текст. / М.М. Кузнецов, A.A. Марач, М.С. Комбаров //Сб. материалов междунар. науч. конгр. «ГЕО-Сибирь 2008», Новосибирск, 24-28 апр. 2008г., Новосибирск: СГГА, 2008.-Т.4.-С. 60-63

30. Ляликов, A.M. Цветовое кодирование изображений макроскопических дефектов периодически пропускающих объектов Текст. //Оптический журнал., 2001, -Т.68, №5 С.57-61.

31. Малов. А.Н. Обработка деталей оптических приборов. Текст. А.Н. Ма-лов, В.11. Законников. -М.: Машиностроение; 1976. -304 с.

32. Методические указания. Методика выполнения голографических интерференционных измерений с устранением спекл-шума Текст./ Государственный Комитет СССР по стандартам. -М.: Изд-во стандартов, 1984.

33. Микроскопы./ Е.Г. Скворцов, В.А. Панов, Н.И. Поляков, JI.A. Федин J1. .'Машиностроение, 1969. -512с.

34. Носков, М.Ф. Двухлучевой интерферометр повышенной чувствительности для регистрации сверхмалых подвижек тектонических плит Текст. / М.Ф.Носков, М.М. Кузнецов // Изв. вузов. Горный журнал. -2007. -№4. -С.58-61.

35. Носков, М.Ф. Чувствительность оптических интерферометров Текст. / М.Ф.Носков, М.М. Кузнецов // Естественные и технические науки . 2009. -№2 (40). -С.302-305.

36. Неравноплечий лазерный интерферометр: разработка и опыт эксплуатации Текст./ М.Ф. Носков и др. -Предприятие п/я А-1857, 1980, н/б 5051. -53 с.

37. Интерферометрия повышенной чувствительности с нелинейной фоторегистрацией Текст./ М.Ф. Носков и др. -Предприятие п/я А-1857, 1981, н/б 5364, -43 с.

38. Интерференционные методы повышенной чувствительности Текст./ М.Ф. Носков и др. Предприятие п/я А-1857,1983, н/б 5736. -32 с.

39. Кузнецов, М.М. Повышение контраста и информативности изображений на основе спектральной и пространственно-угловой фильтрации излучения. Текст. / М.М. Кузнецов, O.K. Ушаков, В.М. Тымкул, М.Ф. Носков //Вестник СГГА, №2(13), 2010, с-96-100.

40. Кузнецов, М.М. Эстетика и культура производства, как фактор повышения качества продукции Текст. / М.М. Кузнецов, //Стандарты и качество,№1(883), 2011, с-96.

41. Островский, Ю.И. Голографическая интерферометрия Текст. Ю.И. Островский, М.М. Бубусов, Г.В. Островская. М.: Наука, 1977.-339 с.

42. ОСТ 3-4409-82 Отраслевой стандарт. Материалы фотографические на прозрачной подложке. Метод передачи оптической функции передачи модуляции." М.: Дом оптики, 1983.- 22с.

43. РТМ 3-949-76 Руководящий технической матери ал. Системы интерференционные многослойные. Спектральные характеристики пропускания.-М.:Дом оптики, 1976.- 220с.

44. Скоков, И.В. Многолучевые интерферометры Текст. -М.: Машиностроение, 1969. -247 с.

45. Скоков, И.В. Оптические спектральные приборы: Учеб. Пособие для вузов. Текст. -М.: Машиностроение, 1984.-240 с. :ил.53 . Скоков, И.В. Многолучевые интерферометры в измерительной технике Текст.-М.: Машиностроение, 1989. -256 е.: ил.

46. Солнцев, В.А Оптические наблюдательные приборы, их устройство, выбор и эксплуатация Электронный ресурс. Режим доступа: http://detect-ufo.narod.ru/pribor/optopribori/04priborinabludeniya/402.html.

47. Тымкул, В.М. Огггико-электронные приборы и системы. Теория и методы энергетического расчета Текст. Учеб. пособие. В.М. Тымкул, J1.B. Тымкул. -Новосибирск: СГГА; 2005. -215с.

48. Фриш, С.Э. OûBpCMvHHSLS OUTIÎKâ Текст. -M.: Знание, 1968. -64с.

49. Хартли, Р. Передача информации. Теория информации и ее приложение Текст. -М.:Физматгиз, 1959. -328с.

50. Цыганов, М.Н. Основы цветной фотографии и аэрофотографии Текст. -М.: Геоиздат, 1956. -176с.

51. Шеннон, К. Математическая теория связи. Работы по теории информации и кибернетике Текст. -М: Изд-во иностран. лит., 1974. -264с.

52. Компьютерная обработка биомедицинских многоканальных изображений с использованием визуализации меры сходства с эталоном/ Т.А.Шереметьева, A.M. Малов, Г.Н. Филиппов, В.Г. Филиппов, Текст. // Изв. вузов Приборостроение.- 2009. -Т.52, №8. С.74-79.

53. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.4glaza.ru/articles/ phasecontrast microscopes/. Информация о фазово-контрастном микроскопе.

54. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.eltechmed.ru/docs/metods/fcontr.phtml. Методы исследования и контрастирования. Метод фазового контраста

55. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.i2r.ru/static/456/ out23113.shtml. Цифровые методы обработки изображений

56. Электронный ресурс. -Режим доступа http://biomed.su/%D0%98%D0 %BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%D 0%A4%D0%9A4. Инструкция на ФК4.

57. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.nikon-microscop e.ru/phasecontrast.htm. Методы фазового контраста в микроскопии. Фазовый контраст.

58. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.leica-pjs.rvi/fasovikontrast/ Лекции по фазовому контрасту.

59. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.labor-microscopes.ru/views/view6.html. Фазовый контраст в проходящем свете

60. Электронный ресурс. Режим доступа: http://ujack.narod.ru/colormod01 .htm. Меледин, А.Б, Журба, Ю.И., и др. Цвет и свет. [Текст] Справочник фотографи

61. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.sickutomation.ru/catalog/sensors/complex/sensorvideo.html. Видеодатчики и камеры машинного зрения.

62. Электронный ресурс. Режим доступа: http://56098.ua.all-biz.info/cat.php?oid=316390 Видеодатчик технического зрения OMRON ZFX с возможностью поключения 2-х камер

63. Электронный ресурс. Режим доступа: Ьйр:/Л\г\у\¥.есо^у-portal.ru/publ/biologija/stroeniejdetkinaргітеге1ика/19-1-0-1840. Экологический портал. Строение клетки лука.

64. Электронный ресурс. Режим доступа: http://w^vw.kшgosvet.pa/enc/medicina/KROV.htпll

65. Электронный ресурс. Режим доступа: http://liceuш.secna.ru/bVprojects/bamaul2007/borovkov/skrovkletki.html Клетки крови.

66. Якушенков, Ю.Г. Теория и расчет ОЭП Текст./. Ю.Г. Якушенков. -М: Логос, 1999, -360с