Разработка ПО для сканирования эмульсий эксперимента ОПЕРА на установке ПАВИКОМ-1 в ФИАН
1. Задача
Для сканирования эмульсионных пленок в эксперименте OPERA в ФИАНе им. Лебелева была выбрана установка ПАВИКОМ-2. Данная работа посвящена разработке математического и программного комплекса для сканирования эмульсий OPERA на данной установке.
За историю эксперимента OPERA были созданы два программных комплекса для сканирования эмульсий, - SySal и libACQ в составе FEDRA. За основу разработки программы под ПАВИКОМ-2 была взята библиотека libACQ (от англ. Acquisition) программного пакета FEDRA (Framework for Emulsion Data Reconstruction and Analysis). Библиотека libACQ написана участниками (В. Тюков) эксперимента ОПЕРА в Унивеситете Берна (unibe.ch). Библиотека libACQ написана для сканирующей станции, собранной на базе CMOS камеры Mikrotron MC1310 (с чувствительной матрицей Micron MT9M413) и микроконтроллера “FlexMotion PCI-7344” (от National Instruments).
Библиотка libACQ позволяет выполнить полный цикл операция для сканирования и обработки on-line эмульсионных пленок OPERA. К сожалению, материальная база ПАВИКОМ-1 отличается от сканирующей установки в Берне, а именно – другой микроконтроллер Carl Zeiss и другая оптическая система микроскопа (подсветка, объектив). Принципиальную сложность установки libACQ на ПАВИКОМ-1 представляет именно микроконтроллер, поскольку алгоритм обработки изображения не сильно зависит от оптики, а система команд каждого микроконтроллера своя.
Алгоритм сканирования и обработки одного поля изображения эмульсионной пленки:
1). Горизонтальное движение в точку (x,y) очередного поля зрения.
2). Движение объектива в вертикальной плоскости и одновременная (не синхронная) запись кадров в 16 уровнях по Z.
3). Предварительная обработка 16 изображений – вычитание фона.
4). Поиск кластеров на всех изображениях (бинаризация, выделение конгломератов пикселей), сохранение значений цента кластера (x,y) и размера в пикселях.
5). Поиск микротреков по кластерам, сохранение информации о микротреках в специальном файле в формате ROOT.