微粒子群の光及び計算機を用いた画像変換による構造抽出と応用計測の研究

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液体燃料の微粒化過程や粒子分散状況と燃焼への効果を調べるに当たりその微視的或は巨視的な微粒子群の構造特徴を捉え計量化することが重要である。本研究は、微粒子群の画像情報を、光学的に或は計算機を用いて種々の変換処理をすることにより、構造を特徴づける有効なパラメターを見出しそれで評価する方法を確立することが目的であり、次の成果を得た。1.微粒子群の光学的レンズフーリエ変換(フラウンホファ回折)画像記録時に、数ミクロン以上の粒子では、用いる光の波長は問題でなく、測ろうとするサイズに応じてレンズの焦点距離を適当に選ぶ必要があり、粒径と粒子間距離の情報を同時に記録する場合、特に注意を要することが分かった。2.粒子群のTVディジタル画像をコンピュータにより二次元フーリエ変換することによって粒子の特徴を捉えようとしたとき、変換領域の計算点数が256点平方くらいに限られるため、粒子を表す画素数を充分にとると境界の影響が現れ、粒子の画素数を少なくすると粒径をうまく表せないことが明らかになった。これは画像解析装置の取り込み画素数と計算点数を増やすことによって改善する他ないことが分かった。3.粒子分散度を、微粒子群の画像から計測・ディジタル処理(パワースペクトルのフーリエ変換)することによって求めた自己相関関数で評価する新しい計測方法を見出し確立した。4.ディーゼル噴霧の画像で、周辺粒子分散域から中心未微粒化域について、それぞれ長方形局所領域ごとの自己相関関数を評価してみると、この自己相関は平均粒子分散度として極めて有用であることが確認された。5.上記の自己相関関数を光学的なレンズフーリエ変換で求めることが出来れば実時間評価が可能で、実用的に大変有用であるがそれは簡単でなく今後に残された課題として研究を進める。