Bevezető
A kozmikus sugárzás az űrből származó nagyenergiájú részecskékből áll, előfordul benne elektron, proton, gamma-sugárzás és rengetegféle
atommag (partikulum). Ezeket a részecskéket rendszerint optikailag átlátszó közegű műanyag lapocskákkal, úgynevezett szilárdtest nyomdetektorokkal
fogják fel, melyeket később laboratóriumi környezetben mikroszkópokkal analizálnak. Az analizálási folyamat első lépésében a képi információk
feldolgozása történik, ezen belül is elsősorban a közegbe ágyazott, mikroszkopikus méretű partikulumok morfológiai paramétereinek mérése. A kinyert
adatok segítségével következtetni lehet a kozmikus sugárzás összetevőire, energiájára és más fontos paraméterére.
Célkitűzés
A cél egy önálló (standalone), a feladatot megoldó képfeldolgozó célszoftver létrehozása. A szoftvernek képesnek kell lennie:
- A detektorképek elő-feldolgozására (beolvasás, szűrés, küszöbözés… stb.)
- A képfeldolgozás paraméterezhető, szkriptelhető legyen (makrók használata)
- Objektumok (BLOB) azonosítás
- Objektumok (BLOB) morfológiai paramétereinek mérése
- Interaktív megjelenítő és paraméterbeállító felülettel rendelkezzen (UI)
- Rendelkezzen olyan tanuló algoritmusokkal, melyekkel az objektumok osztályozhatók
- Az objektum-felismerési algoritmus tanítható, tesztelhető és paraméterezhető legyen
- A program képes legyen az adatok elmentésére és betöltésre (projekt menedzsment)
Az elsődleges probléma a speciális esetek kezelésével van, amikor több azonosítandó objektum átfedi egymást, vagy az objektumok
alakja eltér az alapesettől, így paramétereit más adatokból kell kinyerni.
Megvalósítás
A szoftver jelenleg is fejlesztés alatt áll. Első verziója az ImageJ képfeldolgozó szoftver kiegészítéseként (plugin) készült és MATLAB algoritmusokat használt, így külön MATLAB driver implementálására és a MATLAB futtatókomponensek telepítésérevolt szükség. Az szoftver második verziója már teljes egészében önálló szoftverként készül, mely au ImageJ bizonyos komponenseit használja külső könyvtáként, és a teljes MATLAB algoritmuskód át lett fordítva Java nyelvre, mely a szoftver teljesítményét, hordozhatóságát is nagyban növeli.
- Felhasznált technológiák: Java
- Kezelőfelület: Java Look and Feel
- Megvalósított algoritmusok:
- Kontúrfelismerés összetett (átfedésben lévő) objektumokra
- Kontúrfelismerés elnyújtott (csepp alakú) objektumokra
- Legkisebb négyzetek módszerét használó ellipszis illesztési algoritmus (Fitzgibbon, Pilu, Fisher)
- Adaptív háttérdetektálás
- Objektum osztályozás SVM-mel (Support Vector Machine)
- Funkciók:
- Képszekvenciák betöltése és feldolgozása saját képfeldolgozási makró alapján (batch feldolgozás)
- Objektum (részecskenyom) böngésző felület
- Objektum (részecskenyom) betanító, osztályozó felület
- Mérő eszközök a kézi (manuális) morfológiai paraméterkinyeréshez
- Mérési adatok elmentése és exportálása
Az elkészült program egy olyan képfeldolgozó célszoftver lett, mely az ingyenes és nyílt forráskódú ImageJ (Java alapú)
szoftver képfeldolgozó rutinjait használja, Java alapú kezelőfelülettel rendelkezik,
és a sajátfejlesztésű Java nyelven írt kontúrfeldolgozó algoritmusokat használ.
Galéria
Részecskenyomok a szilárdtest nyomdetektorokon
Különböző típusú nyomok (kör, ellipszis, összetett, csepp alakú)
