Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Выделение отдельных объектов на изображениях микроскопии

Ключевые слова:  информационные технологии, конкурс тем, микроскопия, наночастица, учителю

Автор(ы):  Браташов Даниил Николаевич

09 января 2012

Название: Выделение отдельных объектов на изображениях микроскопии

Основной предмет: математика, информатика

Область знания: информационные технологии, прикладная математика, обработка изображений

Актуальность: сегментирование изображения на области, принадлежащие отдельным объектам, активно используются в современных методах микроскопии и анализа изображений, в промышленной автоматике. Оно даёт возможность автоматически определять с высокой точностью размеры отдельных наночастиц, статистические параметры распределения частиц по размерам, степень агрегации и другие параметры, важные для отработки и контроля технологии производства стабилизированных наночастиц с высокой монодисперсностью (квантовые точки, магнитные жидкости, и др.). Активно применяется в биомедицинских исследованиях и материаловедении для поиска на изображении отдельных составляющих сложных биологических и технических объектов.

Новизна: ознакомление с современными методами сегментации изображения и технологиями разработки научного программного обеспечения, разработка своей реализации известного метода

Цель: ознакомление с математическими методами сегментирования цифровых изображений и соременными технологиями разработки программного обеспечения (ПО). Реализация выбранного алгоритма в виде компьютерной программы или модуля открытого ПО для анализа изображений.

Задачи:

-ознакомление с требуемым для разработки ПО, выбор ПО

-обзор литературы и материалов сети интернет по теме исследования, выбор метода, подходящего для имеющихся изображений

-реализация выбранного метода в виде компьютерной программы

-тестирование различных методов на реальных изображениях, подбор параметров

-определение пределов применимости выбранного метода, сравнение реализации автора работы с другими

Оборудование: компьютер с доступом в сеть и набором ПО для разработки, файлы данных микроскопии с изображенными на них нанообъектами. (при наличии технической возможности возможен самостоятельный синтез наночастиц и получение их изображений на учебных микроскопах).

Экспериментальные подходы: разделение изображений методом порога по высоте, первой и второй производных, метод водораздела, методы выделения границ и ступеней на изображении, метод выделения связных областей и поиска границ области.

Методические подходы: ознакомление с математикой дискретных данных и цифровой обработкой сигналов (дифференцирование дискретных данных, реализация алгоритмов дифференцирования, сглаживания, и т.п. в виде свёртки массива с матрицей коэффициентов, аппроксимация данных функцией и подбор параметров функции методом наименьших квадратов)

Освоение школьником теоретического материала: операции с матрицами/массивами, математические операции с дискретными данными, основы статистики

Навыки, получаемые школьником: разработка ПО для реальных практических задач, коллективная разработка, практическая реализация простых задач дискретной математики и цифровой обработки сигналов, знакомство с алгоритмизацией математических задач. Знакомство с методами цифровой обработки изображений: сглаживание, повышение резкости, подавление шума, поиск областей с близкими значениями, и их математическим и алгоритмическим описанием.
Предшествующий материал по школьной программе: школьные курсы математики и информатики, желательно углубленное изучение обоих предметов на уровне 10-11 класса школы с углубленным изучением этих предметов, хорошее знание английского языка на уровне чтения текста со словарём без использования систем автоматического перевода.

Роль учителя: соруководство проектом со стороны школы, консультации по общеобразовательным вопросам, слежение за сроками выполнения отдельных подзадач и возникающими проблемами, при необходимости дополнительная подготовка в области математики, информатики, иностранного языка

Роль тьютора: общее руководство проектом, консультации по специфичным для решения этой задачи вопросам, помощь при выборе источников для обзора и переводе текстов на английском, подготовка по коллективным методам разработки ПО, помощь в решении возникающих трудностей при программировании практической реализации, оценка полученных результатов, при необходимости дополнительная подготовка в области математики, информатики, иностранного языка. Обеспечение изображениями для анализа. При наличии технической возможности реализация практического получения объектов для исследования и исследования их на учебных микроскопах.

Примечание:при реализации проекта как расширения свободного ПО для анализа данных (ImageJ, Gwyddion, и т.п.) возможно дальнейшее развитие проекта в рамках школьных проектов Google (Google Code In). Это потребует знания или ускоренного изучения языков программирования, применяемых при разработке соответствующего ПО (Java, C).

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Титановые наноленты
Титановые наноленты

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.