A Voronoi diagram approach for detecting defects in 3D printed fiber-reinforced polymers from microscope images

Fiber-reinforced polymer(FRP)composites are increasingly popular due to their superior strength to weight ratio.In contrast to significant recent advances in automating the FRP manufacturing process via 3D printing,quality inspection and defect detection remain largely manual and inefficient.In this paper,we propose a new approach to automatically detect,from microscope images,one of the major defects in 3D printed FRP parts:fiber-deficient areas(or equivalently,resin-rich areas).From cross-sectional microscope images,we detect the locations and sizes of fibers,construct their Voronoi diagram,and employ-shape theory to determine fiber-deficient areas.Our Voronoi diagram and-shape construction algorithms are specialized to exploit typical characteristics of 3D printed FRP parts,giving significant efficiency gains.Our algorithms robustly handle real-world inputs containing hundreds of thousands of fiber cross-sections,whether in general or non-general position.

数字共焦显微镜实验3维点扩散函数的构建

为了获取作者所在实验室数字共焦显微镜光学系统实验3维点扩散函数,采用荧光微珠模拟点光源,利用该显微镜对荧光微珠不同散焦量的切片图像进行采集,采用多图像平均法对切片图像进行降噪处理,以此构建显微镜光学系统的实验3维点扩散函数。以该实验点扩散函数进行3维显微图像复原,并与理论点扩散函数的复原效果进行了比较。结果表明,两种点扩散函数对图像复原时均获得良好的复原效果,但是以正确实验方法获取的实验3维点扩散函数,更符合该光学系统的光学传递特性,复原效果更准确。所构建的实验3维点扩散函数,为下一步的生物显微图像复原处理提供了一种较好的选择,为数字共焦显微镜实验3维点扩散函数的构建提供了一种有效的方法。

西周倗国墓地绿松石珠微痕的数码显微镜分析

为有效揭示史前和历史时代早期出土玉器的加工痕迹,了解古代机械加工的起源和演变过程,选择西周倗国墓地出土的一枚穿孔绿松石珠,在带有景深扩展技术和三维图像重建功能VHX-500K型数码显微镜下进行微痕分析。发现其表面的打磨痕迹和孔壁上钻孔形成的多圈平行螺旋纹皆十分清晰。结合现代绿松石打磨的模拟实验和前人的工作,认为该枚绿松石珠表面打磨的工具应为一种机械转动磨盘,其具备粗磨和细磨两个功能。有关磨料的颗粒甚粗,其尺寸远大于现代细磨盘的磨料颗粒度。至于珠上的穿孔为对钻贯通,推测为空心管钻配合解玉砂高速旋转而成。这是国内首次将数码显微镜的景深扩展和三维重建技术应用于微痕分析,其研究成果可为古玉的科学鉴定,从加工工艺角度提供重要的信息。

激光扫描共聚焦显微镜在孢粉研究中的应用

在MRC1000型激光扫描共聚焦显微镜下,观察具有自发荧光的孢子、花粉、沟鞭藻以及疑源类等不同时代的化石标本,发现现代和第四纪孢粉具有较强的自发荧光,古生代的孢子自发荧光强度最弱。后者很难聚焦成清晰的二维投影图像。在观察孢粉样品过程中,选择合适的激光波长及激光扫描强度是关键的技术问题。一般以氪、氩离子激发为效果最佳,以波长488,568,647nm最合适。

共焦激光扫描显微镜的研制

利用共焦和扫描原理，研制出共焦激光扫描显微镜样机。

用计算机图象处理技术重建三维金属断口

本文利用图象处理技术提出了一种简单、实用、非破坏性地获得断口表面三维信息的方法。籍此可获得目前其它手段无法得到的断日真实表面积。这些三维信息的准确程度与激光扫描显微镜所选用的放大倍数、截面间距有关。如果能把本文所采用的平行截面法融人激光扫描显微镜的软件中，有可能实现三维微观信息的实时动态观察。

数字共焦显微技术及其处理算法的进展

数字共焦显微技术是一种新的共焦显微技术,其通过对三维样本显微图像的数字处理,获取高分辨率图像,无光漂白和毒化细胞现象,结构简单、价格便宜。简述了数字共焦显微技术及其进展,着重介绍了核心技术--去卷积算法及其特点:去模糊法速度很快,但易引入结构性假像,不宜用于测量和计算;线性复原法速度较快,复原效果较好,但会放大噪声和出现振铃;约束迭代法速度较慢,但复原能力强,分辨率高。各类算法在商业软件中都得到不同的应用。由于数字共焦显微技术的独有优势,随着去卷积算法的发展,数字共焦显微技术将获得更为广泛的应用。

微型牙齿三维测量技术与系统

为方便扫描牙齿等微小物体的三维形貌,设计了一套专门用于口腔内部直接测量的牙齿三维扫描系统,该系统利用数字光栅投影仪投射结构光,通过远心成像镜头将光栅图像缩小,经光纤传像束传输投射到待测微小物体上,同时采用电子内窥镜获取图像,最后重构出物体的三维形貌。实验证明,该系统切实可行,满足牙齿扫描的微型化、直接化、灵活性的需求,拓展了结构光微测量三维形貌的适用范围。