Науковий вісник НГУ

Сегментація агрегованих елементів дисперсних утворень за допомогою діаграми Вороного

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Інформаційні технології, системний аналіз та керування

Останнє оновлення: 11 липня 2014

Опубліковано: 10 травня 2014

Перегляди: 4688

Автори:

Т.О. Рузова, кандидат технічних наук, Державний вищий навчальний заклад Дніпропетровський національній університет ім. О. Гончара, старший науковий співробітник Науково-дослідної лабораторії моделювання процесів механіки рідини і газу та тепломасообміну, м.Дніпропетровськ, Україна

О.П. Толстопят, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Державний вищий навчальний заклад Дніпропетровський національній університет ім. О. Гончара, старший науковий співробітник Науково-дослідної лабораторії моделювання процесів механіки рідини і газу та тепломасообміну, м.Дніпропетровськ, Україна

В.І. Єлісєєв, кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, Державний вищий навчальний заклад Дніпропетровський національній університет ім. О. Гончара, старший науковий співробітник Науково-дослідної лабораторії моделювання процесів механіки рідини і газу та тепломасообміну, м.Дніпропетровськ, Україна

Л.О. Флеєр, Державний вищий навчальний заклад Дніпропетровський національній університет ім. О. Гончара, старший науковий співробітник Науково-дослідної лабораторії моделювання процесів механіки рідини і газу та тепломасообміну, м.Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Наявність агрегованих утворень є однією з основних проблем, що виникають при визначенні ступеня дисперсності емульсій та інших тонкоподрібнених матеріалів.

Мета. Створення методу сегментації агрегованих елементів дисперсних утворень сферичної форми, що дозволяє обробляти агрегати, які містять внутрішні об’єкти, контур яких розташовується цілком усередині агрегату, без обмежень на число вхідних часток, а також без використання поняття „дефіцит опуклості агрегату“, що дає можливість обробляти агрегати складної конфігурації.

Методика. Розроблений метод включає наступні етапи: фільтрація зображення й переведення його в монохромний режим, визначення координат точок контуру агрегату, коректування контуру для усунення можливих розривів границь при бінаризації зображення, розміщення маркерів частинок за відблисками на їх поверхні, розподіл площі агрегату між частинками, що входять до його складу, відповідно до діаграми Вороного. Центри й радіуси частинок визначалися за площею відповідної комірки діаграми.

Робота методу проілюстрована на модельних агрегатах. Наведений графік залежності точності розділення агрегату від ступеня перекриття об’єктів, що входять до його складу. Проілюстрована також обробка агрегату у випадку наявності у ньому внутрішніх об’єктів. Наведений приклад обробки фрагмента зображення реальної емульсії другого роду (вода в маслі).

Результати. Запропонований метод дозволяє здійснювати розділення агрегованих елементів дисперсних утворень, що складаються з частинок сферичної форми (крапель емульсій).

Наукова новизна. Запропонований метод декомпозиції агрегованих елементів дисперсних утворень шляхом маркування досліджуваних об’єктів.

Практична значимість. Метод може бути використаний при проектуванні систем визначення ступеня дисперсності емульсій та інших тонкоподрібнених середовищ.

Список літератури / References:

1. Оценка связности дисперсного материала из агрегированных частиц / М.В. Василевский, К.В. Некрасова, А.С. Разва, Е.Г. Зыков // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2009. – т. 75. – № 5. – С. 32–36.

Vasylevskiy, M.V., Nekrasova, K.V., Razva A.S. and Zykov, Ye.G. (2009), “Cohesion estimation of dispersed material of aggregated particles”, Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostikamaterialov, Vol. 75, no. 5, pp. 32–36.

2. Дубровский В.В. Определение дисперсного состава капель при распыливании жидкости из центробежной форсунки / В.В. Дубровский, А.М. Подвысоцкий, А.И. Баштовой // Технологія і техніка друкарства. – 2004. – № 2–3(4–5). – С. 94–99.

Dubrovskiy, V.V., Podisotskiy, A.M. and Bashtovoy, A.I. (2004), “Drops dispersity evaluation when liquid spraying out of centrifugal nozzle”, Texnologiya i texnika drukarstva, no. 2–3(4–5), pp. 94–99.

3. Ударцева О.В. Определения дисперсности аэрозольных пестицидов методом пьезо­резо­нансного микровзвешивания / О.В. Ударцева // Фундаменталь­ные исследования. – 2011.– № 12. – С. 383–384.

Udartseva, O.V. (2011), “Determining aerosol dispersion of pesticides by piezoresonance microweighing”, Fundamentalnyye issledovaniya, no. 12, pp. 383–384.

4. Honkanen, M. (2007), “Analysis of the overlapping images of irregularly-shaped particles, bubbles and droplets”, papers of International Conference on Multiphase Flow, ICMF 2007, Leipzig, Germany, pp. 370–382.

5. Kutalik, Z., Razaz, M. and Baranyi J. (2004), “Occluding convex image segmentation for e.coli microscopy images” papers of the XII European Signal Processing Conference EUSIPCO, Viena, pp. 937–940.

6. Декомпозиция изображений агрегированных элементов дисперсных образований по их структуре / Т.А. Рузова,
А.П. Толстопят, В.И. Елисеев, Л.А. Флеер // Науковий вісник Наці­онального гірничого університету. – 2013. – № 6. –
С. 117–124.

Ruzova, T.A., Tolstopyat, A.P., Yeliseyev, V.I. and Fleer, L.A. (2013), “Images decomposition of aggregated elements in dispersive formationes by their structure”, NaukovyivisnykNatsionalnohohirnychohouni­versytetu, Dnipropetrovsk, no. 6, pp. 117–124.

7. Adiga, P.S.U., Malladi, R., Baxter, W. and Glaeser, R.M. (2004), “A binary segmentation approach for boxing ribosome particles in cryo EM micrographs”, Journal of Structural Biology, Vol. 145, Issue: 1–2, pp. 142–151.

8. Алгоритмические основы растровой машинной графики / [Д.В. Иванов, А.С. Карпов, Е.П. Кузьмин и др.] // Бином. Лаборатория Знаний, Интернет-Университет Информационных Технологий – 2007.– 283 с.

Ivanov, D.V., Karpov, A.S., Kyzmin, Ye.P., Lempitskiy, V.S. and Khropov A.A., (2007), Algoritmicheskieosnovyrastrovoymashinnoygrafiki[Algorithmic foundations of raster computer graphics], Binom. Laboratoriya Znaniy, Internet-Universitet Informatsionnykh Tekhnologiy, Russia.

9. Карабцев С.Н. Построение диаграммы Вороного и определение границ области в методе естественных соседей /
С.Н. Карабцев, С.В. Стуков // Вычислительные технологии. – 2008. – т. 13. – № 3. – С. 65–81

Karabtsev, S.N. and Stukov, S.V. (2008), “The Voronoy diagram making and determinating area boundary at natural neighbors method”, Vychislitelniye texnologii, Vol. 13, no. 3, pp. 65–81.

2014_2_ruzova
2014-07-11  447.03 KB  1287