Вдосконалення методів та засобів телевізійної сканувальної оптичної мікроскопії динамічних мікрооб’єктів (стр. 6 )

6.  Матієшин Ю. Оцінка похибок вимірювання швидкості руху мікрооб’єкта телевізійним сканувальним оптичним мікроскопом у кадровому режимі роботи / Юрій Матієшин, Володимир Шклярський // Вісник НУ “Львівська політехніка” – Автоматика, вимірювання та керування. – 2009. – № 000. – С. 76–87.

7.  Матієшин і дослідження динамічних мікрооб’єктів за допомогою телевізійного сканувального оптичного мікроскопа / Ю. М. Матієшин // Вісник НУ “Львівська політехніка” – Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2010. – № 000. – С. 55–63.

8.  Пат. 30341 Україна, МПК G06F 3/153, H04N 5/00. Скануючий оптичний мікроскоп / Матієшин Ю. М., Прудиус І. Н., Туркінов Г. О., І.; заявник та власник патенту Національний університет “Львівська політехніка”. – № u2007 11461 ; заявл. 16.10.2007 ; опубл. 25.02.2008, Бюл. № 4.

9.  Пат. 30342 Україна, МПК G06F 3/153, H04N 5/00. Скануючий оптичний мікроскоп / І., , Матієшин Ю. М., Прудиус І. Н.; заявник та власник патенту Національний університет “Львівська політехніка”. – № u2007 11465 ; заявл. 16.10.2007 ; опубл. 25.02.2008, Бюл. № 4.

10.Пат. 30344 Україна, МПК G06F 3/153, H04N 5/00. Скануючий оптичний мікроскоп / , Матієшин Ю. М., , І.; заявник та власник патенту Національний університет “Львівська політехніка”. – № u2007 11480 ; заявл. 16.10.2007 ; опубл. 25.02.2008, Бюл. № 4.

11.Пат. 30345 Україна, МПК G06F 3/153, H04N 5/00. Скануючий оптичний мікроскоп / І., Матієшин Ю. М., І., Шклярський В. І.; заявник та власник патенту Національний університет “Львівська політехніка”. – №  u2007 11481 ; заявл. 16.10.2007 ; опубл. 25.02.2008, Бюл. № 4.

12.Пат. 49276 Україна, МПК G06F 3/153, H04N 5/00. Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп / І., Матієшин Ю. М., Туркінов Г. О.; заявник та власник патенту Національний університет “Львівська політехніка”. – №  u2009 11078 ; заявл. 02.11.2009 ; опубл. 26.04.2010, Бюл. № 8.

13.Пат. 49277 Україна, МПК G06F 3/153, H04N 5/00. Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп / Матієшин Ю. М., Туркінов Г. О., І.; заявник та власник патенту Національний університет “Львівська політехніка”. – №  u2009 11079 ; заявл. 02.11.2009 ; опубл. 26.04.2010, Бюл. № 8.

14.Matiieshyn Y. M. Algorithmic problem definition of dynamic objects analysis in Scanning Optical Microscopy / Y. M. Matiieshyn, Z. D. Hrytskiv // Experience of Designating and Application of CAD Systems in Microelectronics CADSM’2005 : Int. Conf., 23–26 February 2005: Proceedings. – Lviv – Poljana (Ukraine), 2005. – P. 439-440.

15.Matiieshyn Y. M. Algorithm of the Moving Micro Object Trajectory Image Formation in Computer Television Scanning Microscopy / Y. M. Matiieshyn // Advanced Computer Systems and Networks: Design and Application ACSN’2005 : Int. Conf., 21–23 September 2005 : Proceedings. – Lviv (Ukraine), 2005. – P.  97–98.

16.Matiieshyn Y. M. Methods for Results Presentation of Velocity Vector Measurement in Television Scanning Optical Microscopy / Y. M. Matiieshyn, A. D. Pedan // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2006 : Int. Conf., 28 February – 4 March 2006 : Proceedings. – Lviv–Slavsko (Ukraine), 2006. – P. 539–541.

17.Матієшин Ю. М. Оцінка можливостей однорядкового методу визначення швидкості руху мікрооб’єкта у телевізійній сканувальній мікроскопії /  Ю. М. Матієшин // Сучасні проблеми радіотехніки та телекомунікацій РТ-2006 : міжнар. молод. наук. –техн. конф., 17–21 квітня 2006 р. : матеріали. – Севастополь (Україна), 2006. – С. 130.

18.Матієшин режим визначення швидкості руху мікрооб¢єкта у телевізійній сканувальній мікроскопії / ієшин, В. І. Шклярський // Сучасні проблеми радіотехніки та телекомунікацій РТ-2007 : міжнар. молод. наук. –техн. конф., 16–21 квітня 2007 р. : матеріали. – Севастополь (Україна), 2007. – С. 59.

19.Matiieshyn Y. M. Measurement of the microobject velocity in the microscope frame mode / Y. M. Matiieshyn, V. I. Shkliarskyi // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2008 : Int. Conf., 19–23 February 2008 : Proceedings. – Lviv–Slavsko (Ukraine), 2008. – P. 239-241.

20.Matiieshyn Y. M. Errors of measurement of microobject velocity in the microscope frame mode / Y. M. Matiieshyn // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2008 : Int. Conf., 19–23 February 2008 : Proceedings. – Lviv–Slavsko (Ukraine), 2008. – P. 244-245.

21.Matiieshyn Y. M. Scanning Television Optical Microscope for Research of Biological Microobjects / Y. M. Matiieshyn, V. I. Shkliarskyi, Y. V. Balanjuk, B. I. Lubinecka, A. D. Pedan, I. N. Prudyus, G. O. Turkinov, // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2010: X Int. Conf., 23–27 February 2010 : Proceedings. – Lviv–Slavsko (Ukraine), 2010. – P. 18.

22.Scanning Television Optical Microscope for Research of Biological Microobjects : (results of the X-th International Conference “Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2010”) [Electronic source] / Y. M. Matiieshyn, V. I. Shkliarskyi, Y. V. Balanjuk, B. I. Lubinecka, A. D. Pedan, I. N. Prudyus, G. O. Turkinov. – Lviv : NU “LP”, 2010. – 3 p. – 1 CD–ROM : color ; 12 cm. – (TCSET’2010). – System requirements: Pentium 100 Mhz ; 32 Mb RAM ; CD-ROM 4-x ; Windows 95/98/2000/XP/Vista/7; Internet Explorer, Adobe Acrobat. – Title from the disc label.

23.Matiieshyn Y. M. Video Signal Forming Block in Scanning Television Microscope / Y. M. Matiieshyn, B. V. Hudz, V. I. Shkliarskyi // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2010: X Int. Conf., 23–27 February 2010 : Proceedings. – Lviv-Slavsko (Ukraine), 2010. – P. 111.

24.Video Signal Forming Block in Scanning Television Microscope : (results of the X-th International Conference “Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET’2010”) [Electronic source] / Y. M. Matiieshyn, B. V. Hudz, V. I. Shkliarskyi. – Lviv : NU “LP”, 2010. – 3 p. – 1 CD–ROM : color ; 12 cm. – (TCSET’2010). – System requirements: Pentium 100 Mhz ; 32 Mb RAM ; CD-ROM 4-x ; Windows 95/98/2000/XP/Vista/7; Internet Explorer, Adobe Acrobat. – Title from the disc label.

АНОТАЦІЯ

Матієшин Ю. М. Вдосконалення методів та засобів телевізійної сканувальної оптичної мікроскопії динамічних мікрооб’єктів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 – радіотехнічні та телевізійні системи. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2011.

У дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання, яке полягає в розробці та дослідженні нових ефективних методів та підходів до апаратурного забезпечення телевізійної сканувальної оптичної мікроскопії динамічних МО на основі використання принципу сканування МО світловим променем.

Розроблено математичні моделі рядкового однотактного, рядкового двотактного та кадрового методів сканування, придатних для визначення параметрів руху динамічних МО. Проаналізовано відносні похибки визначення швидкості руху МО цими методами та встановлено їх максимально допустимі значення.

Розроблено методи та побудовано алгоритми визначення параметрів динамічних МО при застосуванні сканувальних растрів різних розмірів (повноформатний, зменшений, мінірастр і мікрорастр), що дозволяє розширити діапазон визначення параметрів руху МО при збереженні заданої точності вимірювання.

Ключові слова: телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп, рядкові методи сканування, кадровий метод сканування.

АННОТАЦИЯ

Н. Усовершенствование методов и средств телевизионной сканирующей оптической микроскопии динамических микрообъектов. – Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 – радиотехнические и телевизионные системы. – Национальный университет “Львовская политехника”, Львов, 2011.

В диссертационной работе решена актуальная научная задача, которая состоит в разработке и исследовании новых эффективных методов и подходов к аппаратурному обеспечению телевизионной сканирующей оптической микроскопии динамических МО на базе использования принципа сканирования МО световым лучом.

Разработаны математические модели строчного однотактного, строчного двухтактного и кадрового методов сканирования, пригодных для определения параметров движения динамических МО. Проанализированы относительные погрешности определения скорости движения МО этими методами и установлены их максимально допустимые значения.

Строчный однотактный метод сканирования позволяет расширить границы определения скорости МО с линейной траекторией движения. Установлено, что в направлении сканирования скорость исследуемого МО ограничивается величиной скорости сканирования, при движении МО против направления сканирования этот метод позволяет определять скорость движения, которая превышает скорость сканирования в 1,5 раза. Наибольшее влияние на точность определения скорости этим методом имеет погрешность измерения длительности импульса ФЭУ, значение которой зависит от уровня компарирования сигнала ФЭУ, а в случае дискретного сканирования – также от периода дискретизации.

Строчный двухтактный метод сканирования, в отличие от строчного однотактного метода, не требует для определения скорости МО с линейной траекторией движения дополнительных сведений о размерах и характере распределения прозрачности МО. В направлении сканирования данный метод позволяет определять скорость движения МО на уровне половины скорости сканирования, а в противоположном направлении – на уровне скорости сканирования. Рассчитаны основные погрешности определения скорости движения этим методом при смещении, уменьшении и увеличении строки сканирования. При смещении строки сканирования в пределах 1% от своего номинального размера максимальная относительная погрешность определения скорости не превышает 21%. Для случаев уменьшения и увеличения строки сканирования в пределах 10% от своего номинального размера (максимально допустимое значение для прецизионных измерительных телевизионных систем) относительная погрешность не превышает 3%.

Разработаны кадровые методы сканирования МО, которые позволяют проводить экспресс-анализ и исследование отдельных фрагментов МО в увеличенном масштабе без потери разрешающей способности в кадровом режиме измерения.

Разработаны методы и алгоритмы работы микроскопа при определении следующих характеристик и параметров динамических МО: слежение за положением МО и формирование изображения подвижного МО в центре экрана монитора, траектория движения, скорость движения, ускорение движения, скорость изменения размеров МО и значения параметров колебательного движения МО.

Разработаны методы и алгоритмы определения параметров динамических МО при использовании сканирующих растров разных размеров (полноформатный, уменьшенный, минирастр и микрорастр), что позволяет расширить диапазон определения параметров движения МО при сохранении заданной точности измерения.

Созданы способы отображения результатов анализа динамики МО в телевизионной сканирующей оптической микроскопии с использованием средств компьютерной поддержки. Они дают возможность сделать наглядной, упростить и систематизировать работу оператора при большом количестве измерений.

Разработана методика построения измерительной системы на базе ТСОМ для решения поставленных задач, которые касаются определения, анализа и отображения основных параметров различных динамических МО. Созданы варианты структурных схем ТСОМ, которые обеспечивают возможность исследования динамических МО и определения с заданной точностью следующих параметров динамики: 1) скорость движения МО; 2) ускорение движения МО; 3) скорость изменения размеров МО.

Ключевые слова: телевизионный сканирующий оптический микроскоп, строчные методы сканирования, кадровый метод сканирования.

ABSTRACT

Matiieshyn Y. M. Improvement of methods and tools of television scanning optical microscopy of dynamic microobjects. – Manuscript.

The dissertation for candidate degree of technical sciences on a specialty 05.12.17 – radio engineering and television systems. – Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2011.

In dissertational work the actual scientific task which consists in development and research of new effective methods and approaches to hardware maintenance of television scanning optical microscopy of dynamic МО on the basis of use of a principle of МО scanning by a light beam is solved.

Mathematical models of line single-cycle, line two-cycle and frame methods of scanning, suitable for definition of dynamic МО movement parameters are developed. Relative errors of definition of МО velocity by these methods are analysed and their as much as possible allowable values are fixed.

Methods and algorithms of dynamic МО parameters definition are developed at use of scanning rasters of the different sizes (full formatted, reduced, miniraster and microraster), that allows to expand a range of МО movement parameters definition at preservation of the set accuracy of measurement.

Keywords: television scanning optical microscope, line scanning methods, frame scanning method.