Разработка методов и средств контроля дисперсности наночастиц сканирующим туннельным микроскопом
Диссертация
Разработаны и экспериментально исследованы на синтезированных и реальных изображениях плоские детекторы локальной кривизны, позволяющие, путем анализа профилограмм по строкам и столбцам СТМ-изображений, выделять структурные элементы и вычислять их количественные параметры. Показано, что для обеспечения помехоустойчивости функцию кривизны можно оценивать косвенно, через такие локальные… Читать ещё >
Список литературы
- Гафарое, M. Р. Улучшение метрологических характеристик сканирующего туннельного микроскопа // Электронные устройства и системы: межвузовский сборник научных трудов. — Уфа: УГАТУ, 2008. — С. 200−204.
- Прэтт, У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. — 790 с.
- Липанов, А. М. Адаптивная система развертки изображения и формирования измерительной информации в сканирующем туннельном микроскопе / А. М. Липанов, П. В. Гуляев, Е. Ю. Шелковников // Датчики и системы. 2004. -№ 7. С. 14−18.
- Пат. 2 269 803 РФ G02B 21/20, G01N 13/10, H01J 37/26. Устройство управления скоростью сканирования туннельного микроскопа / Липанов А. М., Гуляев П. В., Шелковников Е. Ю., Гудцов Д. В., Панич А. Е. Опубл. 10.02.2006.- Бюл. № 4.
- Темников, Ф. Е. Теоретические основы информационной техники. М.: Энергия, 1979.-512 с.
- Долотов, В. Г. Дискретное отображение сигналов. М.: МЭИ, 1976. -84 с.
- Темников, Ф. Е. Теория развертывающих систем. М.: Энергоатомиз-дат, 1963.-168 с.
- Темников, Ф. Е. Методы и модели развертывающих систем. М.: Энер-гоатомиздат, 1987. — 134 с.
- Бутаков, Е. А. Обработка изображений на ЭВМ / Е. А. Бутаков, В. И. Островский, И. Л. Фадеев. -М.: Радио и связь, 1987. 240 с.
- Шеннон, К. Математическая теория связи // Работы по теории информации и кибернетике / Пер. с англ.- под ред. Р. В. Добрушина, С. Б. Лупанова. -М.: Изд-во иностранной лит-ры, 1963. С. 243−332.
- Кемени, Дж. Конечные цепи Маркова / Дж. Кемени, Дж. Снелл. М.: Наука, 1970. — 272 с.
- Грузман, И. С. Цифровая обработка изображений в информационных системах: учебное пособие / И. С. Грузман, В. С. Киричук, В. П. Косых, Г. И. Перетягин, А. А. Спектор. Новосибисрк: Изд-во НГТУ, 2000. — 168 с.
- Савченко, В. В. Теоретико-информационное обоснование линейных оценок прогнозирования // Автометрия. 2001. — № 5. — С. 68.
- Лебедев, Д. С. Эффективность систем передачи изображений / Д. С. Лебедев, И. И. Цуккерман. М.: Наука, 1968. —? с.
- Цуккерман, И. И. Проблемы современного телевидения (цифровое телевидение). М.: Знание, 1980. — 64 с.
- Howard, P. G. Fast and efficient lossless image compression / P. G. Howard, J. S. Vitter // Proc. of Data Compression Conference. 1993. — P. 351−360.
- Howard, P. G. Fast Progressive Lossless Image Compression / P. G. Howard, J. S. Vitter // Image and Video Compression Conference, Symposium on Electronic Imaging: Science & Technology SPIE-2186, San Jose, California, Feb. 9−10. 1994. -P. 98−109.
- Weinberger, M. J. LOCO-I: A low complexity, context-based, lossless image compression algorithm / M. J. Weinberger, G. Seroussi, G. Shapiro // in Proc. DCC, (Snowbird, Utah, USA), Mar. 1996. 1996. — P. 140−149.
- Xiaolin, Wu. Lossless Compression of Continuous-tone Images via Context Selection // Quantization, and Modeling, IEEE Trans, on Image Processing, May 1997. 1997. — Vol. 6. -№ 5. — P. 656−664.
- Xiaolin, Wu. An Algorithmic Study on Lossless Image Compression // Data Compression Conference. 1996. — P. 150−159.
- Tabus, I. Adaptive L-predictors based on finite state machine context selection / I. Tabus, J. Rissanen, J. Astola // In Proc. ICIP'97 International Conference on Image Processing, Santa Barbara, California, Oct. 1997. P. 40104.
- Tabus, I. Adaptive Boolean predictive modelling with application to lossless image coding /1. Tabus, J. Astola // In SPIE Statistical and Stochastic Methods for Image Processing II, San Diego, California, Jul. 1997. — P. 234−245.
- Бредихин, Д. Ю. Сжатие графики без потерь качества // http://www.compression.rU/download/articles/i lless/bredikhin 2004 losslessimagecompression.pdf. (дата обращения: 25.04.2012).
- Ульянов, В. Н. Алгоритм кодирования изображений без потерь со множеством предсказателей // Радиолокация, навигация, связь: труды V международной науч.-техн. конф. Воронеж. — 1999. Т. 1. — С. 408−412.
- Ульянов, В. Н. Адаптивные алгоритмы кодирования изображений // Автометрия. 2001. -№ 5. — С. 12−24.
- Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. -М.: Техносфера. 2005. — 1072 с.
- Ватолин, Д. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео / Д. Ватолин, А. Ратушняк, М. Смирнов, В. Юкин. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002. — 384 с.
- Метоп, N. Recent Developments in Context-Based Predictive Techniques for Lossless Image Compression / N. Memon, X. Wu // The Computer Journal. -1997.-Vol. 40.-№ 2/3.-P. 127−136.
- Браиловский, И. В. Эффективное сжатие изображений с использованием обобщенных интервальных преобразований // Высокопроизводительные вычислительные системы и микропроцессоры: сборник научных трудов ИМВС РАН.-2003.-С. 86−95.
- Habibi, A. Comparison of nth-order DPCM encoder with linear transformations and block quantization techniques // IEEE Transactions on Communication Technology, December 1971. Vol. COM-19. -№ 6. — P. 948−956.
- Jain, A. K. Image data compression: a review // Proc. I.E.E.E. 1981. — Vol. 69. -№ 3. — P. 349−369.
- Уидроу, Б. Адаптивная обработка сигналов / Б. Уидроу, С. Стирнз. М.: Радио и связь, 1989. — 440 с.
- Фисенко, В. Т. Компьютерная обработка и распознавание изображений: учеб. пособие / В. Т. Фисенко, Т. Ю. Фисенко. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008.-192 с.
- Берлин, А. Н. Коммутация в системах и сетях связи. Изд-во: Эко-Трендз, 2006. — 344 с.
- Балашов, К. Ю. Сжатие информации: анализ методов и подходов. -Минск: Препринт: Ин-т техн. кибернетики НАН Беларуси, 2000. 42 с.
- Голъденберг, Л. М. Цифровая обработка сигналов / JI. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, M. Н. Поляк. М.: Радио и связь, 1990. — 256 с.
- Лебедев, Д. С. Телевидение и теория информации / Д. С. Лебедев, И. И. Цуккерман. М.: Энергия, 1965. — 218 с.
- Хуанг, С. Обработка изображений / С. Хуанг, В. Шрейбер, О. Третьяк // Обработка изображений при помощи цифровых вычислительных машин: сб. науч. тр.- под ред. X. Эндрюса. М.: Мир, 1973. — С. 30−39.
- Францкевич, Г. И. Нейросетевые модели и генетические модели и методы анализа данных // Г. И. Францкевич, А. А. Букарев, В. П. Костюк. / http://www.neuroproject.ru/Papers/ngamod.htm (дата обращения: 25.04.2012).
- Семенюк, В. В. Вероятностные методы экономного кодирования видеоинформации: автореф. дис.. канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2004. — 16 с.
- Соловьев, В. Ф. Рациональное кодирование при передаче сообщений. -М.: Энергия, 1970. 64 с.
- Kortman, С. М. Redundancy reduction a practical method of data compression / Proc. of the IEEE, 1967. — Vol. 55. — № 3. — P. 253−263.
- Бахвалов, H. С. Численные методы. Часть 1. M.: Наука, 1973. — 632 с.
- Гурский, Е. И. Теория вероятностей с элементами математической статистики. М.: Высшая школа, 1971. — 328 с.
- Чэн, Ш.-К. Принципы проектирования систем визуальной информации. М.: Мир, 1994.-409 с.
- Clayton, G. М. Inverse-feedforward of charge-controlled piezopositioners // Mechatronics. -2008. -№ 18. P. 273−281.
- Лапшин, P. В. Объектно-ориентированное сканирование для зондовой микроскопии и нанотехнологии: автореф. дис.. канд. техн. наук. Москва, 2002. — 34 с.
- Мясников, Е. В. Определение параметров геометрических трансформаций для совмещения портретных изображений // Компьютерная оптика. 2007. -Т. 31. -№ 3. — С. 77−82.
- Гиренко, А. В. Методы корреляционного обнаружения объектов / А. В. Гиренко, В. В. Ляшенко, В. П. Машталир, Е. П. Путятин. Харьков: АО «Биз-несИнформ», 1996. — 112 с.
- Белоглазое, П. Н. Корреляционно-экстремальные системы / П. Н. Бело-глазов, В. Л. Тараненко. М.: Советское радио, 1974. — 392 с.
- Марков, Л. Н. Оптимальная оценка сдвига случайных полей / Л. Н. Марков, В. Б. Хлякин // Радиотехника и электроника. 1983. — Т. 28. — № 10. -С.1921−1925.
- Анисимов, Б. В. Распознавание и цифровая обработка изображений / Б. В. Анисимов, В. Д. Курганов, В. К. Злобин. М.: Высшая школа, 1983. — 295с.
- Ташлинский, А. Г. Оценивание параметров пространственных деформаций последовательностей изображений / Ульяновский государственный технический университет. Ульяновск: УлГТУ, 2000. — 132 с.
- Путятин, Е. П. Обработка изображений в робототехнике / Е. П. Путятин, С. И. Аверин. -М.: Машиностроение, 1990. 320 с.
- Аггравал, Дж. К. Методы установления соответствия при анализе динамических сцен / Дж. К. Аггравал, JI. С. Дейвис, У. Н. Мартин // ТИИЭР. 1981. -Т. 69.-№ 5.-С. 77−90.
- Аггравал, Дж. К. Определение параметров движения по последовательности изображений. Обзор / Дж. К. Аггравал, Н. Нандакумар // ТИИЭР. 1988. -Т. 76.-№ 8.-С. 69−90.
- Грузман, И. С. Квазиоптимальный алгоритм совмещения изображений // ОИДИ-87: тезисы докладов региональной конф. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1987.-С. 78.
- Дейхин, Л. Е. Использование непараметрических статистик для совмещения изображений // ОИДИ-90: тезисы докладов междунар. конф. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1990.-С. 70.
- Ульман, Ш. Принципы восприятия подвижных объектов. М.: Радио и связь, 1983.-312 с.
- Netravali, А. N. Motion compensated television coding: Part 1 / A. N. Netra-vali, J. D. Robbins // Bell Syst. Tech. 1979. — Vol. 58. — № 4. — P. 631−670.
- Файн, В. С. Опознавание изображений: Основы непрерывно групповой теории и ее применение. -М.: Наука, 1970. 296 с.
- Ярославский, Л. П. Введение в цифровую обработку изображений. М.: Советское радио, 1979. — 312 с.
- David, G. Lowe Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints // International Journal of Computer Vision, 2004. Vol. 60. — № 2.
- Chipolla, R. Robust Structure from Motion Using Motion Parallax / R. Chi-polla, Y. Okamoto, Y. Kuno //Int'l Conf. Computer Vision, May 1993. P. 374−382.
- Костоусов, А. В. Задача навигации по радиолокационным изображениям точечных ориентиров: автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург, 2006.-19 с.
- Демидов, В. М. Методы и средства цифровой коррекции изображения в оптико-электронных системах визуализации: автореф. дис.. канд. техн. наук. -Москва, 2008.-22 с.
- Завалишин, Н. В. Модели зрительного восприятия и алгоритмы анализа изображений / Н. В. Завалишин, И. Б. Мучник. -М.: Наука, 1974. 344 с.
- Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1988.-464 с.
- Жихарев, А. В. Устройство точного позиционирования зонда для сканирующих зондовых микроскопов / А. В. Жихарев, С. Г. Быстров, О. В. Карбань // ПТЭ. 2003.- № 3. С. 125−127.
- Хорн, Б. К. П. Зрение роботов: пер. с англ. М.: Мир, 1989. — 487 с.
- Gordon, G. Face recognition based on depth and curvature features // IEEE Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 1992. P. 808−810.
- Аль Аккад M. Айман Разработка и исследование методов анализа и построения трехмерной модели лица по фотографиям: автореф. дис.. канд. техн. наук. Ижевск, 2004. — 22 с.
- Tanaka, Н. Curvature-based face surface recognition using spherical correlation principal directions for curved object recognition / H. Tanaka, M. Ikeda, H. Chiaki // International Conference on Automated Face and Gesture Recognition, 1998.-P. 372−377.
- Лепский, А. Е. Оценка кривизны методом усреднения локально-интерполяционных оценок // Математические методы распознавания образов: сборник докладов 14-й Всероссийской конференции. М.: МАКС Пресс, 2009. -С. 387−390.
- Лепский, А. Е. Оценка кривизны методом аналитического сглаживания локально-интерполяционных оценок // Математические методы распознавания образов: сборник докладов 14-й Всероссийской конференции. М.: МАКС Пресс, 2009.-С. 391−394.
- Bennet, J. R. On the Measurement of Curvature in a Quantised Environment / J. R. Bennet, J. S. MacDonald // IEEE Trans, on Computers, 1975. Vol. C-24(8). -P. 803−820.
- Freeman, H. A corner finding algorithm for chain-coded curves / H. Freeman, L. S. Davis // IEEE Trans. Computers, 1977. № 26. — P. 297−303.
- Chetverikov, D. A. Simple and Efficient Algorithm for Detection of High Curvature Points in Planar Curves / D. A. Chetverikov, Zs. Szabo // Proc. 23rd Workshop of the Austrian Pattern Recognition Group, 1999. P. 175- 184.
- Douglas, D. H. Algorithms for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricature / D. H. Douglas, Т. K. Peucker // The Canadian Cartographer, 1973. -№ 10(2). P. 112−122.
- Rutkowski, W. S. A comparison of corner-detection techniques for chain-coded curves / W. S. Rutkowski, A. Rosenfeld // Technical Report TR-623, Computer Science Center, University of Maryland. 1978. — P. ?.
- Ramer, U. An iterative procedure for the polygonal approximation of plane closed curves // Computer Graphics Image Processing. 1972. — No 1. — P. 244−256.
- Вишневский, В. В. Аппроксимация экспериментальных данных кривыми Безье / В. В. Вишневский, В. Г. Калмыков, Т. Н. Романенко // XIII-th International Conference KDS 2007. Varna, Bulgaria. — 2007. — P. 3−9.i
- Белоус, H. В. Применение дескриптора взаимных расстояний контрольных точек для распознавания двумерных геометрических объектов по форме /
- Н. В. Белоус, Г. А. Кобзарь, А. Н. Ковалев // Украинский научно-теоретический журнал «Вестник Международного Славянского университета». -2007.-№ 6. -С. 111−122.
- Вишневский, В. В. Структурный анализ цифровых контуров изображений как последовательностей отрезков прямых и дуг кривых / В. В. Вишневский, В. Г. Калмыков // Искусственный интеллект. 2004. — № 3. — С.433−442.
- Clayton, G. М. Inverse-feedforward of charge-controlled piezopositioners // Mechatronics. 2008. — No 18. — P. 273−281.
- Денисенко, В. В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Современные технологии автоматизации. 2006. — № 4. — С. 66−74.
- Липанов, А. М. Применение аппарата прогнозирования в сканирующих устройствах растрового типа / А. М. Липанов, Ю. К. Шелковников, М. Р. Гафа-ров, П. В. Гуляев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2010.-№ 7.-С. 59−64.
- Гуляев, П. В. Метод упреждающего управления сканером в сканирующем туннельном микроскопе / П. В. Гуляев, М. Р. Гафаров, Е. Ю. Шелковников, А. В. Тюриков, Н. И. Осипов // Ползуновский вестник. 2010. — № 2. — С. 115−119.
- Гуляев, П. В. Автоматизация процесса сближения зондирующей иглы и образца в электрохимическом туннельном микроскопе / П. В. Гуляев, Н. И. Осипов, М. Р. Гафаров, Е. Ю. Шелковников, С. Р. Кизнерцев // Ползуновскийвестник. 2011. — № 3. — С. 200−204.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2 010 615 769 от 06.09.2010 / Моделирование процессов упреждающего управления в сканирующей зондовой микроскопии / М. Р. Гафаров. Опубл. -20.12.2010. — Бюл. 4(75)(ч.П).
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2 010 615 826 от 07.09.2010 / Автоматическая координатная привязка в многокадровом режиме туннельного микроскопа / М. Р. Гафаров- Опубл. 20.12.2010. -Бюл. 4(75)(ч.П).
- Гафаров, М. Р. Контроль дисперсности наночастиц в СТМ-измерениях выделением структурных элементов их изображений / М. Р. Гафаров, Е. Ю. Шелковников, П. В. Гуляев, А. В. Тюриков, С. Р. Кизнерцев // Ползуновский вестник.-2011.-№ 3.-С. 118−124.
- Гуляев, П. В. Применение зондовой микроскопии для контроля размеров и анализа дисперсности наночастиц / П. В. Гуляев, М. Р. Гафаров, Ю. К. Шелковников, А. В. Тюриков, С. Р. Кизнерцев // Вестник ИжГТУ. 2011. — № 4 (52).-С. 119−122.
- Пат. 2 368 061 РФ. Пьезоэлектрический реверсивный двигатель / Липанов, А. М., Гуляев П. В., Шелковников Ю. К., Тюриков А. В., Осипов Н. И., Гафаров
- М. Р., Суворов А. В. Опубл. 20.09.2009. — Бюл. № 26.
- Пат. на полезную модель 112 504 РФ. Сканирующий туннельный микроскоп / Шелковников Е. Ю., Тюриков А. В., Гуляев П. В., Осипов Н. И., Кизнер-цев С. Р., Гафаров М. Р., Суворов А. С., Тарасов М. В. Опубл. 10.01.2012. -Бюл. № 1.
- Гуляев, П. В. Динамическая модель ударного пьезоэлектрического привода вращательно-поступательного типа / П. В. Гуляев, М. Р. Гафаров, О. В. Мышкин, Н. И. Осипов, С. Р. Кизнерцев // Ползуновский Альманах. Барнаул: АлтГТУ, 2010.-С. 23−25.
- Павловский В. Е. Объединенная система навигации мобильного робота по маякам и видеоориентирам / В. Е. Павловский, А. Н. Забегаев, А. В. Калини-ченко, В. В. Павловский //Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. -№ 10.-С. 66−70.
- Levine М. 3D View-Invariant Face Recognition Using a Hierarchical Pose-Normalization Strategy / M. Levine, A. Rajwade II http://www.cim.mcgill.ca/~levine/Levine Aiit 3DFaceRec CVIU. pdf 40 с. (дата обращения: 24.04.2012).
- Li Y. Feedforward control of a closed-loop piezoelectric translation stage for atomic force microscope / Y. Li, J. Bechhoefer // http://www.sfu.ca/chaos/papers/rsi07.pdf- 8 с. (дата обращения: 24.04.2012).
- Pao, L. Combined Feedforward/Feedback Control of Atomic Force Microscopes / L. Pao, J. Butterworth, D. Abramovitch // http://ece.colorado.edu/~pao/anonftp/PaoButterworthAbramovitch ACC07 AFMcon trol. pdf -7 c. (дата обращения: 24.04.2012).
- Пат. 2 181 218 РФ. Способ считывания цифровой информации в зондо-вом запоминающем устройстве / Лапшин Р. В. Опубл. 10.04.2002. — Бюл. № 10, 2002.
- Пат. 2 175 761 РФ. Способ измерения рельефа поверхности сканирующим зондовым микроскопом / Лапшин Р. В. Опубл. 10.11.2001. — Бюл. № 31, 2001.
- Пат. 2 181 212 РФ. Способ перемещения зонда сканирующего микро-скопа-нанолитографа в поле грубого X-Y позиционера / Лапшин Р. В. Опубл. 10.11.2001.-Бюл. № 10,2002.
- WO Patent 2009/25 886. Closed-loop controller and method for fast scanning probe microscopy. Int. Public Date 26.02.2009.
- Бестужев-JIada КВ. Рабочая книга по прогнозированию. M.: Мысль, 1982,-430 с.
- Howard P. New Methods for Lossless Image Compression Using Arithmetic Coding / P. G. Howard, J. S. Vitter // Information Processing and Management 28 -1992.-P. 765−779.
- Функция предсказания Р= г01 + 0) / 2к = -11. И = Ок = 111 «1001 *1. Гзз Уп Уп /зо
- А2 А1 Ао 7 23 У22 У21 /201. А2 А, Ао Пз У12 Уп 7ю1. А2 А, * Хоз Уо2 У 01 *1. Ан =1. Р ()2 — — „01"1. До =1. Д = 2(схп — а01а10), 1. Р2 ~ ~~2"01"11'
- Ао = —"10“ А1 ~ 2"10"11' Аг = —"и»
- Г01 — 3"0Р02 ~ /оз = ~"01' 7ю=3"ю' Гп =3(а&bdquo- -2а01а10) — Гп =-За01(«о1"1о +2"и)-13 = ~3"о1"и> /20 — 3<210,21 =-За10(а01а10 + 2аи) — 722 = -Заи (ап + 2а01а10)-23 = ~3 СХ01(Хи, У го = Гз1 = 732 = Гзз10'3#ю"11 ?3"ю"п'з.