Spis treści
Spis treści
Wstęp ... 1
Rozdział 1. Zagadnienia analizy obrazu... 5
Obraz dwuwymiarowy ... 5
1.1.1. Siatka oraz spójność ... 6
1.1.2. Binaryzacja ... 8
1.1.3. Morfologia matematyczna – podstawy ... 9
1.1.4. Podstawowe przekształcenia morfologiczne ... 10
1.1.5. Morfologiczne operacje geodezyjne ... 13
1.1.6. Filtry morfologiczne ... 14
1.1.6.1. Filtry przemienne ... 16
1.1.6.2. Sekwencyjne filtry przemienne ... 17
1.1.7. Morfologiczny gradient ... 17 1.1.8. Przekształcenie top-hat ... 18 1.1.9. Przekształcenie „chybił-trafił” ... 18 1.1.10. Ścienianie i pogrubianie ... 19 1.1.11. Szkieletyzacja ... 19 1.1.12. SKIZ ... 20
1.1.13. Linie działów wodnych ... 20
Obraz trójwymiarowy ... 21
1.2.1. Morfologia matematyczna w przestrzeni trójwymiarowej – podstawy ... 22
1.2.2. Podstawowe przekształcenia morfologiczne ... 23
1.2.3. Filtry morfologiczne ... 25
Akwizycja danych cyfrowych ... 28
1.3.1. Przestrzeń dwuwymiarowa ... 28
1.3.2. Przestrzeń trójwymiarowa ... 28
Odwzorowanie obiektów w przestrzeni trójwymiarowej przy wykorzystaniu metod analizy i przetwarzania obrazów cyfrowych do zastosowań geologiczno–górniczych
Klasyczne metody opisu ziarn w przestrzeni trójwymiarowej ... 32
2.1.1. Metoda średnic zastępczych ... 32
2.1.2. Metoda przekrojów skojarzonych ... 33
Obrazowanie przy pomocy profilometru optycznego ... 34
2.2.1. Opis działania ... 34
2.2.2. Pozyskanie i przetwarzanie danych ... 35
Obrazowanie przy pomocy mikroskopu konfokalnego ... 38
2.3.1. Opis działania ... 38
2.3.2. Pozyskanie i przetwarzanie danych ... 40
Obrazowanie przy pomocy mikrotomografu komputerowego ... 43
2.4.1. Opis działania ... 43
2.4.2. Pozyskanie i przetwarzanie danych ... 46
Badania wstępne... 48
2.5.1. Wstępne przetwarzanie i analiza danych ... 49
2.5.2. Propozycja algorytmu rekonstrukcji ... 50
2.5.3. Rezultaty zastosowanej metodyki pomiarowej ... 52
2.5.4. Rezultaty metod opartych na analizie średnic zastępczych ... 54
Eksperyment weryfikujący poprawność algorytmu rekonstrukcji ziarn... 54
Ocena powtarzalności wyników ... 56
2.7.1. Wyznaczanie pola powierzchni w przestrzeni trójwymiarowej ... 57
2.7.2. Wyniki przeprowadzonych badań ... 58
Badania porównawcze zastosowania różnych urządzeń pomiarowych ... 63
2.8.1. Pomiary przy pomocy profilometru optycznego ... 63
2.8.1.1. Rezultaty obrazowania trójwymiarowego ... 63
2.8.1.2. Rezultaty metod opartych na analizie średnic zastępczych ... 64
2.8.2. Pomiary przy pomocy mikroskopu konfokalnego ... 64
2.8.2.1. Rezultaty obrazowania trójwymiarowego ... 64
2.8.2.2. Rezultaty metod opartych na analizie średnic zastępczych ... 65
2.8.3. Pomiary przy pomocy mikrotomografu komputerowego ... 65
2.8.3.1. Rezultaty obrazowania trójwymiarowego ... 65
2.8.3.2. Rezultaty metod opartych na analizie średnic zastępczych ... 67
2.8.4. Porównanie i analiza otrzymanych wyników ... 67
Spis treści
2.8.4.2. Rezultaty zbiorcze metod opartych na analizie średnic zastępczych ... 69
Współczynniki kształtu ziarn w przestrzeni dwu i trójwymiarowej ... 70
2.9.1. Opis przedmiotu badania ... 70
2.9.2. Trójwymiarowe współczynniki kształtu ziarn ... 72
Badania nad podobieństwem ziarn do brył wzorcowych ... 76
Rozdział 3. Trójwymiarowe obrazowanie ścian skalnych ... 79
Akwizycja danych trójwymiarowych przy pomocy linii lasera ... 81
3.1.1. Idea pomiaru ... 81
Akwizycja danych trójwymiarowych przy pomocy płaszczyzn bitowych ... 82
3.2.1. Idea pomiaru ... 82
Pomiar ścian skalnych ... 85
3.3.1. Obiekt badań ... 85
3.3.2. Pomiary przy pomocy linii lasera ... 85
3.3.2.1. Pozyskiwanie danych źródłowych ... 85
3.3.2.2. Opis algorytmu przetwarzania danych ... 86
3.3.3. Pomiary przy pomocy płaszczyzn bitowych ... 87
3.3.3.1. Pozyskiwanie danych źródłowych ... 87
3.3.3.2. Opis algorytmu przetwarzania danych ... 88
3.3.4. Porównanie otrzymanych wyników ... 88
Rzutnik płaszczyzn bitowych ... 90
3.4.1. Opis urządzenia pomiarowego ... 90
3.4.2. Pomiar ściany skalnej ... 93
3.4.3. Rozszerzony pomiar ściany skalnej ... 96
3.4.4. Ocena powtarzalności wyników ... 97
Pomiary kopalniane... 98
Pomiar materiału przenoszonego na przenośniku taśmowym ...103
3.6.1. Opis przedmiotu badania ...103
3.6.2. Opis zestawu pomiarowego ...104
3.6.3. Opis algorytmu przetwarzania danych ...105
3.6.4. Wyniki pomiarów ...107
3.6.5. Koncepcja wykorzystania metodyki w badaniach otworów wiertniczych ....109
Rozdział 4. Przetwarzanie danych w środowisku równoległym ...111
Odwzorowanie obiektów w przestrzeni trójwymiarowej przy wykorzystaniu metod analizy i przetwarzania obrazów cyfrowych do zastosowań geologiczno–górniczych
Kod szeregowy a kod równoległy ...113
Dane i środowiska testowe ...114
Wyniki testów oraz ich analiza ...115
4.4.1. Porównanie czasów wykonania programu...115
4.4.2. Średnie przyspieszenia czasu wykonania algorytmu równoległego ...119
4.4.3. Porównanie wartości uzyskanych przyspieszeń ...120
Zalety zrównoleglania kodu ...123
Rozdział 5. Podsumowanie ...125
Bibliografia ...129
Spis rysunków ...136
