name: Исследование кодирующей апертуры и оптико-электронной системы для визуализации источников оптического и ионизирующего излучения
keyword_list: оптико-электронная система, кодирующая апертура, ионизирующее излучение, система визуализации, радиационный мониторинг, цифровая обработка изображений
abstract: Целью работы является исследование принципов построения оптико-электронной системы визуализации ионизирующего излучения (СВИИ) на основе сцинтилляционного метода и кодирующей апертуры с применением комплексирования изображений, что позволит локализовать источник ионизирующего излучения (ИИ) в пространстве.Задачи исследования:разработка схемы преобразования информации в СВИИ;теоретическое исследование и моделирование процесса сцинтилляции;математическое описание функционирования кодирующей апертуры в терминах теории формирования изображений;разработка и исследование компьютерной модели формирования и декодирования тенеграммы;экспериментальные исследования функционирования кодирующей апертуры с использованием источников оптического и ионизирующего излучения;разработка структурной схемы и физическая реализация СВИИ.Основные результаты работы заключаются в следующем.1.Анализ детекторов ИИ показал, что сцинтилляционный детектор на основе Si-ФЭУ является наиболее перспективным для решения задачи визуализации источников ИИ широкого диапазона энергий.2.Показана целесообразность комплексирования оптических изображений источника ИИ и окружающего его пространства для локализации источника ИИ.3.Разработана обобщенная схема преобразования информации в СВИИ.4.Разработана математическая модель преобразования ионизирующего излучения в оптическое сцинтилляционными материалами.5.Сформулированы критерии выбора сцинтиллятора для реализации детектора ИИ.6.Разработана математическая и компьютерная модель функционирования кодирующей апертуры.7.Разработаны критерии оценки декодированного изображения, основанные на среднеквадратической ошибке, пиковом отношении сигнал/шум и индексе структурного сходства.8.Показано, что винеровская фильтрация демонстрирует наибольшие среди исследуемых методов значения индекса структурного сходства и пикового отношения сигнал/шум, а также наименьшие значения среднеквадратической ошибки.9.Реализован стенд для экспериментальных исследований кодирующей апертуры в оптическом спектральном диапазоне.10.Разработан двухэтапный алгоритм декодирования изображений на основе винеровской фильтрации и комплексирования, позволяющий устранить фоновую составляющую изображения.11.Проведен энергетический расчет, подтверждающий возможность использовать УФ излучение вместо ИИ при проведении экспериментальных исследований.12.Разработана схема подключения многоканального Si-ФЭУ на основе быстрого вывода сигнала.13.Сформулированы конструктивные принципы физической реализации апертуры из материалов, ослабляющих ИИ.14.Разработана конструкция СВИИ, состоящая из защитного чехла из свинца и внешнего корпуса из алюминия.15.Представлен реализованный экспериментальный образец СВИИ.
chairman_dissertation_council.surname: Бугров В.Е.
chairman_dissertation_council.position: профессор (квалификационная категория «ведущий профессор»)
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
organization_supervisor.surname: Васильев В. Н.
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.degree: Доктор технических наук
rubrics.code: 29.31.29
rubrics.name: Формирование оптического изображения. Оптические приборы и оптические методы измерений
rubrics.code: 28.17.23
rubrics.name: Моделирование физических процессов
rubrics.code: 28.23.15
rubrics.name: Распознавание образов. Обработка изображений
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
oecds.code: 01.07.RO
oecds.name: MULTIDISCIPLINARY SCIENCES
speciality_codes.name: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
speciality_codes.code: 05.11.07
supervisors.fio: Рыжова Виктория Александровна
supervisors.scientific_degree: Кандидат технических наук
supervisors.speciality_code: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Ли Жэньпу
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Павлов Николай Ильич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: УНИВЕРСИТЕТ ИТМО; НИУ ИТМО; ИТМО
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО"
protection_organization.ogrn: 1027806868154
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: УНИВЕРСИТЕТ ИТМО; НИУ ИТМО; ИТМО
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО"
author_organization.ogrn: 1027806868154
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения