水下微生物的探測是檢測水質(zhì)的一種重要手段,通過檢測水中微生物種類、數(shù)量、密度等信息,可以完成對水質(zhì)情況的判定。相對于傳統(tǒng)的人工檢測微生物的方法,使用數(shù)字全息的方法探測微生物具有巨大的優(yōu)勢。它通過數(shù)字再現(xiàn)技術(shù)獲得清晰的微生物圖像,然后使用計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行特征提取,得到微生物的特征信息實(shí)現(xiàn)微生物的探測識別。本文提出一種離軸顯微數(shù)字全息探測方法。主要工作內(nèi)容如下:從傳統(tǒng)數(shù)字全息出發(fā),詳細(xì)介紹了離軸數(shù)字全息理論,分析了其記錄條件、記錄距離和兩種經(jīng)典全息圖再現(xiàn)重建算法。在Jamin干涉儀基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)字全息術(shù),在光路中引入顯微鏡頭,改進(jìn)了離軸顯微數(shù)字全息系統(tǒng),并對其光路進(jìn)行分析、搭建和調(diào)試。從全息圖記錄和再現(xiàn)過程中的噪聲出發(fā),研究提高全息圖再現(xiàn)像的質(zhì)量。在分析常用去噪算法的基礎(chǔ)上,使用背景相減法去除背景噪聲、頻域?yàn)V波法得到正一級物像。提出三種自動聚焦算法,獲得清晰的再現(xiàn)像。邊緣檢測提取目標(biāo)微生物輪廓,使用圓度、矩形度和歐式距離判別法識別圓篩藻、柵藻和草履蟲,實(shí)現(xiàn)多種水下微生物的探測識別。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X835;TP391.41
【部分圖文】：

圖 1.1 水華和赤潮Figure 1.1 Water bloom and red tide在污水處理方面，微生物處理技術(shù)是處理市鎮(zhèn)和工業(yè)廢水的最具成本效益和最常用的方法，微生物主要處理污水中的氮、磷、碳等污染物，可以有效避免水體的富營養(yǎng)化。主要原理是通過微生物將復(fù)雜的含氮、磷等有機(jī)物降解為氮、磷無機(jī)物。污水微生物處理法不僅經(jīng)濟(jì)高效，而且實(shí)現(xiàn)了無害處理和資源的重復(fù)利用，對污水中微生物群落檢測可以有效反應(yīng)當(dāng)前污水處理效果，在污水處理領(lǐng)域有著極其重要作用[5]。得益于近年來光學(xué)全息技術(shù)和光電接收器件（CCD）的飛速發(fā)展，再結(jié)合相應(yīng)的圖像處理算法，為快速高效自動探測水下微生物提供了新的一種思路。本文基于離軸數(shù)字全息成像理論形成了一套水下微生物自動識別探測的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)微生物顯微鏡識別方法相比，該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對水下微生物的快速準(zhǔn)確識別，還克服了傳統(tǒng)微生物識別耗時(shí)大，勞動強(qiáng)度大，使用環(huán)境有限，受檢測人員主觀影響大的缺點(diǎn)。該系統(tǒng)可對水下微生物進(jìn)行非接觸測量，快速識別微生物種類。

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生論文 0U x , y , z aexp jk x cos ycos （2.3）2.1.2 菲涅爾衍射積分當(dāng)光束經(jīng)過小孔、或障礙物時(shí)，由于光的波動性，會偏離原直線傳播路徑的現(xiàn)象稱為衍射，如圖 2.1 所示。在緊靠小孔或障礙物的后方平面上，衍射光場的分布幾乎與孔徑或障礙物一樣，并衍射隨著傳播距離的增加，衍射圖樣形狀與大小越來越偏離小孔后障礙物，這個(gè)區(qū)域稱之為菲涅爾衍射區(qū)。

圖 2.2 離軸數(shù)字全息再現(xiàn)光路ure 2.2 Off-axis digital holographic reproduction optic導(dǎo)的全息圖復(fù)振幅透射率可知，再現(xiàn)光波通過全 0 0 00, ,exp 2B HU Ru x y u t x ysinA j y t t t tu u u *0 0 0 0, , exp 2U R Ut t A t O x y O x y j 0 0 0 0 0 0, , exp Bu t A R O x y A R O x y j x
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本文編號：2877616