基于快速CCD的EAST等離子體位置識(shí)別與圖像壓縮技術(shù)研究.pdf

1、在托卡馬克熱核反應(yīng)過(guò)程中，等離子體擊穿和形成電流的過(guò)程十分復(fù)雜。并且裝置壁上產(chǎn)生的感應(yīng)渦流會(huì)對(duì)測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。這種情況下得到測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法反映等離子體的實(shí)際情況。快速CCD圖像傳感器由于其響應(yīng)速度快、成像效果好，正在等離子體診斷技術(shù)研究中發(fā)揮著舉足輕重的作用。CCD具有良好的可視性，能夠?qū)⒌入x子體小環(huán)截面上的輻射現(xiàn)象實(shí)時(shí)展現(xiàn)在研究人員眼前，并能夠準(zhǔn)確、迅速地識(shí)別等離子體電流的位置。因此，CCD可作為等離子體位形檢測(cè)的重要工具。同時(shí)也

2、會(huì)為啟動(dòng)等離子體和對(duì)其實(shí)現(xiàn)反饋控制提供有效的數(shù)據(jù)支持。
　　根據(jù)EAST裝置的結(jié)構(gòu)特性和實(shí)驗(yàn)要求，本文以IO Industries公司生產(chǎn)的4M180相機(jī)為核心部件，搭建了一套快速CCD視頻圖像采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以完成相機(jī)和采集卡的相關(guān)設(shè)置，比如相機(jī)的分辨率、采樣率、曝光時(shí)間等。除此之外，該系統(tǒng)不僅能夠完成圖像的采集、傳輸和存儲(chǔ)任務(wù)，還有觸發(fā)采集和連續(xù)采集兩種采集模式。文中對(duì)該CCD成像系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)也進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

3、r>　　基于該圖像采集系統(tǒng)，本文進(jìn)行了等離子體位置識(shí)別技術(shù)的研究。等離子體的位置情況，對(duì)于托卡馬克裝置的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，以及能否順利完成核聚變反應(yīng)具有重要的意義。根據(jù)等離子體放電圖像的特點(diǎn)，文中采用改進(jìn)的Canny算法。在確定Canny算法的尺度參數(shù)σ時(shí)，選擇局部標(biāo)準(zhǔn)差作為參考值。同時(shí)，采用基于OTSU算法的自動(dòng)閾值獲取方法，來(lái)確定Canny算子的高低門(mén)限值。在得到等離子體的邊界位置后，通過(guò)最小二乘法對(duì)得到的圖像進(jìn)行曲線擬合，以獲得等離子體的