核乳膠中質(zhì)子徑跡計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別方法研究

阮金陸1，李宏云1，宋紀(jì)文1，張建福1，陳 亮1，張忠兵1，劉金良1，2

（1.西北核技術(shù)研究所 輻射探測(cè)科學(xué)研究中心，陜西 西安 710024；2.清華大學(xué) 工程物理系，北京 100084）

核乳膠中質(zhì)子徑跡計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別方法研究

阮金陸1，李宏云1，宋紀(jì)文1，張建福1，陳 亮1，張忠兵1，劉金良1，2

（1.西北核技術(shù)研究所 輻射探測(cè)科學(xué)研究中心，陜西 西安 710024；2.清華大學(xué) 工程物理系，北京 100084）

為克服核乳膠質(zhì)子徑跡人工判讀的缺點(diǎn)，研究了一種計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別的方法。該方法中，對(duì)由顯微鏡系統(tǒng)獲取的核乳膠圖像序列依次經(jīng)組合式濾波器濾波、多閾值二值化、徑跡點(diǎn)篩選、徑跡點(diǎn)去冗余處理后識(shí)別出圖像序列中的徑跡點(diǎn)，經(jīng)徑跡重建從獲取的徑跡點(diǎn)中重建出反沖質(zhì)子徑跡。利用該方法從經(jīng)14.9MeV中子束輻照的核乳膠中提取出反沖質(zhì)子徑跡，并將提取的徑跡與人工判讀方法提取的徑跡進(jìn)行了比較，結(jié)果基本一致。該方法將為核乳膠質(zhì)子徑跡自動(dòng)判讀系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和核乳膠應(yīng)用于脈沖中子束能譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)奠定重要技術(shù)基礎(chǔ)。

核乳膠；反沖質(zhì)子徑跡；計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別；徑跡重建

中子能譜是表征脈沖中子源特性的重要參數(shù)，對(duì)于裂變、聚變反應(yīng)過(guò)程診斷，如ICF聚變研究中離子溫度、燃料面密度測(cè)量［1］，具有十分重要的意義。脈沖中子能譜可通過(guò)磁分析儀和中子飛行時(shí)間方法測(cè)量，但核乳膠探測(cè)器用于測(cè)量脈沖中子能譜具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連續(xù)靈敏、無(wú)死時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，因此有望成為測(cè)量脈沖中子束能譜的有效探測(cè)器之一［2-3］。

核乳膠用于中子能譜測(cè)量的基本原理是：入射的中子與核乳膠中的氫核發(fā)生n-p彈性散射，反沖質(zhì)子會(huì)在其經(jīng)過(guò)的路徑上形成穩(wěn)定的“潛影”，“潛影”經(jīng)化學(xué)處理變成顯微鏡可分辨的徑跡點(diǎn)（約1μm）［45］，反沖質(zhì)子徑跡則由一連串的徑跡點(diǎn)表示。根據(jù)質(zhì)子徑跡長(zhǎng)度與能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合反沖質(zhì)子的散射角可推斷入射中子的能量。通過(guò)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果得出脈沖中子的能譜［6-7］。因此，脈沖中子能譜精確測(cè)量的關(guān)鍵在于質(zhì)子徑跡的長(zhǎng)度和散射角的精確測(cè)量。為保證這兩點(diǎn)的精度，準(zhǔn)確提取質(zhì)子徑跡是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

過(guò)去核乳膠徑跡的提取需依賴人工判讀，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且精度與判讀者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。為克服人工判讀的不足，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了核乳膠徑跡判讀系統(tǒng)的相關(guān)研究，例如，華中科技大學(xué)的CCD全自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)等［8］、日本的S-UTS系統(tǒng)［9］、俄羅斯的PAVICOM系統(tǒng)［10］、歐洲的ESS系統(tǒng)［11］等。但這些系統(tǒng)主要用于提取垂直入射薄核乳膠（40～50μm）的高能粒子徑跡［1213］，以此確定關(guān)鍵事件發(fā)生的空間位置。在脈沖中子能譜測(cè)量中，為保證核乳膠中質(zhì)子徑跡的完整性，要求采用厚的核乳膠（400～500μm），并使中子束流平行于核乳膠平面入射。這種厚核乳膠中反沖質(zhì)子徑跡長(zhǎng)，且在徑跡末端通常會(huì)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，較薄核乳膠中的徑跡復(fù)雜得多。此外，中子輻射場(chǎng)中存在的伴隨γ射線產(chǎn)生的康普頓電子會(huì)對(duì)質(zhì)子徑跡產(chǎn)生干擾，因此針對(duì)薄核乳膠徑跡點(diǎn)的自動(dòng)提取方法無(wú)法適用于厚核乳膠探測(cè)器中反沖質(zhì)子徑跡的判別。

針對(duì)厚核乳膠探測(cè)器中質(zhì)子徑跡復(fù)雜等特點(diǎn)，本文提出一種基于計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別質(zhì)子徑跡的方法。利用該方法對(duì)由山西師范大學(xué)制作，經(jīng)中國(guó)原子能科學(xué)研究院倍加器產(chǎn)生的能量為14.9MeV、粒子注量為1.02×1010cm-2的中子束輻照的核乳膠中的質(zhì)子徑跡進(jìn)行提取，并將顯微鏡同一視場(chǎng)下利用該方法提取的質(zhì)子徑跡與人工判讀提取的徑跡進(jìn)行比較。

1 核乳膠徑跡識(shí)別原理

核乳膠質(zhì)子徑跡識(shí)別原理如圖1所示。首先獲取不同深度的核乳膠圖像序列：通過(guò)等距移動(dòng)（0.3μm）顯微鏡上的100倍浸油物鏡，利用視場(chǎng)面積為136×102.4μm2的CCD相機(jī)（1 360像素×1 024像素）拍攝核乳膠內(nèi)部的圖像，從圖像中拾取徑跡點(diǎn)。再獲取整個(gè)核乳膠內(nèi)部圖像：通過(guò)載物臺(tái)在x、y方向上的移動(dòng)，改變拍攝的圖像區(qū)域。然后提取圖像中的徑跡點(diǎn)：利用圖像處理的方法從拍攝的圖像中提取徑跡點(diǎn)。最后徑跡重建：將同一條徑跡上的徑跡點(diǎn)逐一連接，便獲得了核乳膠中的質(zhì)子徑跡。因此，核乳膠內(nèi)部徑跡有效提取的關(guān)鍵在于利用圖像處理方法從每幅圖像中準(zhǔn)確高效地提取徑跡點(diǎn)，并從獲取的徑跡點(diǎn)中重建徑跡。

圖1 核乳膠質(zhì)子徑跡識(shí)別原理示意圖Fig.1 Diagram of recognition principle of proton tracks in nuclear emulsions

2 徑跡點(diǎn)提取方法

為了從圖像中提取徑跡點(diǎn)，需經(jīng)4步圖像處理過(guò)程：濾波處理、多閾值二值化、徑跡點(diǎn)篩選和徑跡點(diǎn)去冗余。

2.1 濾波處理

宇宙射線、中子輻射場(chǎng)中的伴隨γ射線和環(huán)境輻射等會(huì)在核乳膠中產(chǎn)生可疑徑跡，核乳膠本身的缺陷和表面劃痕，以及顯影引起的隨機(jī)噪聲（稱為霧點(diǎn)）給徑跡點(diǎn)識(shí)別帶來(lái)干擾。因此，為了抑制噪聲等的影響，對(duì)所獲得的圖片（圖2a）進(jìn)行濾波處理。為了避免經(jīng)濾波處理后的圖像過(guò)多丟失原圖像的真實(shí)信息，利用帶通濾波器是一個(gè)很好的折中［14］。文中采用的帶通濾波器由截止頻率為40Hz的二階低通巴特沃斯濾波器和截止頻率為100Hz的二階高通巴特沃斯濾波器組合而成，如式（1）所示，其中D0和D1分別為帶通濾波器的低通截止頻率和高通截止頻率。圖2b為通過(guò)帶通濾波器處理后的圖像。從圖像中可看出，徑跡得到增強(qiáng)，背景噪聲等得到較好的抑制。

圖2 原始圖像經(jīng)濾波、二值化和徑跡點(diǎn)篩選處理后的結(jié)果Fig.2 Results of original image processed through image convolution with filter，binarization and track grains clustering

2.2 多閾值二值化

徑跡點(diǎn)處存在銀原子團(tuán)，使得該處的灰度值較其他部分的偏低。利用灰度值存在差異這一點(diǎn)，可通過(guò)設(shè)定灰度值閾值的方法將濾波后的圖像進(jìn)行二值化，將大于閾值的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)為1，而小于等于閾值的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)為0。由于每幅圖像在核乳膠內(nèi)部的深度不同以及顯微鏡光照系統(tǒng)的變化，每幅圖像的明暗程度有所不同，因此閾值的選擇不能設(shè)定為常數(shù)，而應(yīng)根據(jù)每幅圖像的明暗程度設(shè)定。為了克服這一問(wèn)題，利用式（2）將濾波后的圖像歸一化，其中：f（x，y）、f1（x，y）分別為濾波后圖像中像素點(diǎn)（x，y）的灰度值和歸一化圖像中像素點(diǎn)（x，y）的灰度值；fmin、fmax分別為濾波后圖像的最小灰度值和最大灰度值。經(jīng)歸一化處理得到的圖像，雖可設(shè)置相同的閾值，但由于核乳膠顯影處理不均勻而導(dǎo)致不同深度的徑跡點(diǎn)的灰度值又存在一定的差異，因此對(duì)同一圖像采用多個(gè)閾值分別進(jìn)行二值化的方法克服這一問(wèn)題。本文將深度小于等于6μm的圖像的閾值設(shè)定為0.2、0.4和0.6，而其他深度的圖像的閾值設(shè)定為0.2和0.4。圖2c中的黑色區(qū)域即代表提取的徑跡點(diǎn)。

2.3 徑跡點(diǎn)篩選

核乳膠中的徑跡點(diǎn)尺寸約為1μm，徑跡點(diǎn)在某一方向上最多占據(jù)10個(gè)像素點(diǎn)。因此，對(duì)于徑跡點(diǎn)占據(jù)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，即徑跡點(diǎn)的面積需設(shè)定合適的下限和上限，以避免提取的徑跡點(diǎn)不符合實(shí)際條件。根據(jù)對(duì)所用核乳膠的觀察，將下限值設(shè)定為3、上限值設(shè)定為64較為合理。保留面積落入這一區(qū)間的徑跡點(diǎn)，剔除其他徑跡點(diǎn)。理論上核乳膠中的徑跡點(diǎn)應(yīng)是圓形的，徑跡點(diǎn)的近圓度R越高，確信度越高。R是包含徑跡點(diǎn)所有像素的最小橢圓的長(zhǎng)軸與短軸的比值。本文保留近圓度R滿足1≤R＜2條件的徑跡點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理，剔除其他徑跡點(diǎn)。

根據(jù)上述徑跡點(diǎn)的面積和近圓度兩個(gè)判斷條件可從不同閾值下提取的徑跡點(diǎn)中刪除不符合條件的徑跡點(diǎn)。如圖2d中右側(cè)放大區(qū)域所示，其中存在3個(gè)徑跡點(diǎn)由于不能同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件而被刪除。由于文中取了多閾值進(jìn)行二值化，使得同一徑跡點(diǎn)可能從不同閾值下獲得的二值圖中均被提取出來(lái)。因此，為了克服同一徑跡點(diǎn)被多次提取的缺點(diǎn)，利用式（3）中的判斷準(zhǔn)則對(duì)獲得的多幅二值圖進(jìn)行處理。當(dāng)閾值有3個(gè)時(shí)，a、b、c分別取0.2、0.4和0.6；當(dāng)閾值有2個(gè)時(shí)，a、b、c分別取0.2、0.4和0.4。

其中：Pai為二值圖（閾值為a）中構(gòu)成徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)集合｛（xaim，yaim）｝；Pbi為二值圖（閾值為b）中構(gòu)成徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)集合｛（xbim，ybim）｝；Pcj為二值圖（閾值為c）中構(gòu)成徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)集合｛（xcjm，ycjm）｝；Pbcj為二值圖fbc中構(gòu)成徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)集合｛（xbcjm，ybcjm）｝；fa、fb、fc分別為以a、b、c為閾值獲得的二值圖。

最后根據(jù)式（4）以每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值作為權(quán)重，計(jì)算組成某一徑跡點(diǎn)的所有像素點(diǎn)坐標(biāo)的平均值，計(jì)算的值即為該徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)值（x，y），而物鏡所處位置即為該徑跡點(diǎn)的z坐標(biāo)。

其中：xi為構(gòu)成某一徑跡點(diǎn)的像素點(diǎn)的水平坐標(biāo)；yi為構(gòu)成某一徑跡點(diǎn)的像素點(diǎn)的垂直坐標(biāo)；f（xi，yi）為像素點(diǎn)（xi，yi）的灰度值；SArea為徑跡點(diǎn)的面積。

2.4 徑跡點(diǎn)去冗余

將在同一視場(chǎng)下拍攝的全厚度縱深的核乳膠徑跡圖像序列均利用上述3個(gè)步驟進(jìn)行處理，即可獲得每幅圖像中的徑跡點(diǎn)，最終獲得該視場(chǎng)下所有徑跡點(diǎn)的三維圖像，徑跡點(diǎn)的尺寸約為1μm，而每幅圖像的間隔為0.3μm，因此同一徑跡點(diǎn)可能在相鄰的4幅圖像中均被提取出來(lái)，從而造成冗余。雖增大每幅圖像的間隔可避免冗余，但會(huì)導(dǎo)致較多的徑跡點(diǎn)由于不在焦平面上無(wú)法提取出來(lái)，使得一條徑跡上的徑跡點(diǎn)很少，不利于后期的徑跡重建。冗余的徑跡點(diǎn)最大的特點(diǎn)是在相鄰的4幅圖像中的坐標(biāo)很接近。因此首先根據(jù)相鄰4幅圖像中的徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行判斷是否存在冗余。徑跡點(diǎn)最特殊的特點(diǎn)是灰度值較其他位置的灰度值低，因此將徑跡點(diǎn)的灰度值平均值fAver作為去冗余的第1個(gè)準(zhǔn)則；徑跡點(diǎn)的近圓度R是徑跡點(diǎn)又一典型特征，因此如果灰度值平均值相同，則利用徑跡點(diǎn)的近圓度R作為去冗余的第2個(gè)準(zhǔn)則；當(dāng)這兩個(gè)準(zhǔn)則均相同時(shí)，認(rèn)為面積較小的徑跡點(diǎn)的可信度更高，因此將徑跡點(diǎn)的面積SArea作為第3個(gè)準(zhǔn)則。去冗余的詳細(xì)原則如圖3所示。去冗余后的徑跡點(diǎn)3D圖像如圖4所示。

圖3 徑跡點(diǎn)去冗余原則Fig.3 Principle of removing redundant track points

圖4 去冗余后的徑跡點(diǎn)3D圖像Fig.4 3Dillustration of processed result of all track grains by removing redundancies

3 徑跡重建

從圖4可看到，提取的徑跡點(diǎn)中存在許多的偽徑跡點(diǎn)。但由于真徑跡點(diǎn)之間在空間上存在較大的相關(guān)性，而偽徑跡點(diǎn)多為隨機(jī)分布。因此可利用這一特點(diǎn)，從偽徑跡點(diǎn)中提取真徑跡點(diǎn)，從而重建質(zhì)子徑跡。首先逐一遍歷徑跡點(diǎn)，找尋與遍歷到的徑跡點(diǎn)Pi（xi，yi，zi）滿足式（5）所示條件的徑跡點(diǎn)Pj（xj，yj，zj）。用徑跡點(diǎn)Pj（xj，yj，zj）作為新的起始點(diǎn)，尋找坐標(biāo)滿足式（5）所示條件的徑跡點(diǎn)，利用式（6）從符合條件的徑跡點(diǎn)中找到使得cosθ取得最大正值的徑跡點(diǎn)Pm（xm，ym，zm），因cosθ越大表示Pi、Pj、Pm這3個(gè)點(diǎn)越接近在一條直線上，越可能是同一條徑跡上的點(diǎn)。用徑跡點(diǎn)Pj和Pm分別更新徑跡點(diǎn)Pi和Pj，按照上述過(guò)程繼續(xù)遍歷，直到無(wú)符合條件的徑跡點(diǎn)為止，如果構(gòu)成徑跡的徑跡點(diǎn)數(shù)大于10，則記錄這些徑跡點(diǎn)。由于重建過(guò)程中第1步中滿足式（5）所示條件的徑跡點(diǎn)Pj不是唯一的，因此以Pi為起始點(diǎn)重建的徑跡也不是唯一的，文中將具有最多徑跡點(diǎn)的徑跡作為重建的徑跡，并標(biāo)記這些構(gòu)成徑跡的徑跡點(diǎn)，以免后續(xù)的徑跡重建重復(fù)利用這些徑跡點(diǎn)。利用這種重建方法從同一視場(chǎng)下全厚度縱深的核乳膠中重建的徑跡如圖5所示。

圖5 同一視場(chǎng)下所有徑跡重建結(jié)果Fig.5 Reconstruction results of all tracks under the same field

4 結(jié)果比較

利用人工提取質(zhì)子徑跡方法對(duì)同一視場(chǎng)下拍攝的圖像序列中的質(zhì)子徑跡進(jìn)行提取，將提取的結(jié)果與利用計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別方法提取的徑跡進(jìn)行比較，結(jié)果如圖6所示。從圖6可看出，計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別方法提取的徑跡與人工識(shí)別方法提取的徑跡基本一致，對(duì)于同一徑跡點(diǎn)的坐標(biāo)x、y、z，偏差均在0.5μm范圍內(nèi)。這表明，計(jì)算機(jī)輔助判讀方法提取的徑跡能較好地反映質(zhì)子在核乳膠中的運(yùn)動(dòng)路線。

圖6 輔助識(shí)別方法提取的徑跡與人工判讀提取的徑跡對(duì)比Fig.6 Comparison of track reconstruction results obtained by manual identification method and computer-aided recognition method

5 結(jié)論

本文研究了核乳膠中質(zhì)子徑跡計(jì)算機(jī)輔助提取方法，對(duì)獲取的核乳膠徑跡圖像依次進(jìn)行帶通濾波器濾波、多閾值二值化、徑跡篩選和去冗余處理后獲得圖像中的徑跡點(diǎn)，并利用重建算法從提取的徑跡點(diǎn)中重建出反沖質(zhì)子在核乳膠中的徑跡。將本文方法提取的徑跡與人工判讀提取的徑跡進(jìn)行比較，兩種方法的結(jié)果基本一致，表明利用計(jì)算機(jī)輔助方法提取的質(zhì)子徑跡是可靠有效的。下一步開(kāi)展的工作是在此技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一套核乳膠質(zhì)子徑跡自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，克服人工判讀費(fèi)時(shí)費(fèi)力、精度不高的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別重建核乳膠內(nèi)所有質(zhì)子徑跡和獲取質(zhì)子徑跡參數(shù)的功能，為將來(lái)核乳膠應(yīng)用于脈沖中子束能譜測(cè)量提供重要的技術(shù)和軟、硬件基礎(chǔ)。

中國(guó)原子能科學(xué)研究院倍加器實(shí)驗(yàn)室為核乳膠中子輻照提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件，山西師范大學(xué)張東海教授提供核乳膠和后期顯影處理方面的幫助，在此一并表示感謝。

參考文獻(xiàn)：

［1］ MURPHY T J，LERCHE R A.Development of ageometry-compensated neutron time of flight detector for ICF applications with approximately 200ps time response［J］.Review of Scientific Instruments，1992，63（10）：4 883-4 885.

［2］ ALEKSANDROV A，GONCHAROVA L，DAVYDOV D，et al.Automated method of processing video data from track detectors［J］.Russian Physics Journal，2007，50（10）：1 026-1 031.

［3］ GOLD R，ROBERTS J H，PRESTON C C，et al.Interactive system for scanning tracks in nuclear research emulsions［J］.Review of Scientific Instruments，1983，54（2）：183-192.

［4］ ALEKSANDROV A B，AZARENKOVA I Y，F(xiàn)EINBERG E L，et al.Automated system for processing nuclear emulsion data on nuclear-nuclear interactions for EMU-15CERN experiment［C］∥4th Conference on Nuclear and Particle Physics.Fayoum，Egypt：［s.n.］，2003.

［5］ ARIGA A.Recent emulsion technologies［C］∥12th International Workshop on Neutrino Factories，Superbeams，and Betabeams.Mumbai，India：American Institute of Physics，2011.

［6］ WANG Y L，GUO S L，TU C Q，et al.Investigation of neutron spectrum emitted from 44GeV12C＋Cu interactions with nuclear emulsion［J］.Radiation Measurements，1997，28（1-6）：269-272.

［7］ HAMIDKHAN M A，CHOWDHURY M S.Studies on recoil proton tracks in NTA films with the T（d，n）4He reaction［J］.Radiation Measurements，2003，37（6）：589-594.

［8］ 錢琬燕，王曉榮，蔡勖，等.新型的核乳膠探測(cè)技術(shù)［J］.核技術(shù)，1999，22（7）：392-394.

QIAN Wanyan，WANG Xiaorong，CAI Xu，et al.New techniques for nuclear emulsion measurement［J］.Nuclear Techniques，1999，22（7）：392-394（in Chinese）.

［9］ MORISHIMA K，NAKANO T.Development of a new automatic nuclear emulsion scanning system，S-UTS，with continuous 3Dtomographic image read-out［J］.Journal of Instrumentation，2010，5（4）：1-16.

［10］ALEKSANDROV A B，APACHEVA I Y，F(xiàn)EINBERG E L，et al.Completely automated measurement facility（PAVICOM）for track-detector data processing［J］.Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A，2004，535（1-2）：542-545.

［11］IEVA M.The European Scanning System for the measurement and analysis of OPERA neutrino interactions with nuclear emulsions［J］.Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A，2009，617（1-3）：275-279.

［12］GANSSAUGE E，TAWFIK A M.MIRACLE Lab：A fast automatic system to perform the analysis of high-multiplicity events in nuclear emulsion chambers［J］.Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A，1998，416（1）：136-147.

［13］ANTONIO D B.SYSAL：A new fully automatic system for emulsion scanning［J］.Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A，1998，409（1-3）：471-476.

［14］KOKKAS P，KOKKINIDIS P，PAVLOPOULOS P，et al.An image processing system for track-etch detectors［J］.Radiation Measurements，1996，26（2）：187-191.

Computer-aided Method for Recognition of Proton Track in Nuclear Emulsion

RUAN Jin-lu1，LI Hong-yun1，SONG Ji-wen1，ZHANG Jian-fu1，CHEN Liang1，ZHANG Zhong-bing1，LIU Jin-liang1，2
（1.Radiation Detector Research Center，Northwest Institute of Nuclear Technology，Xi’an710024，China；2.Department of Engineering Physics，Tsinghua University，Beijing100084，China）

In order to overcome the shortcomings of the manual method for proton-recoil track recognition in nuclear emulsions，a computer-aided track recognition method was studied.In this method，image sequences captured by a microscope system were processed through image convolution with composite filters，binarization by multi thresholds，track grains clustering and redundant grains removing to recognize the track grains in the image sequences.Then the proton-recoil tracks were reconstructed from the recognized track grains through track reconstruction.The proton-recoil tracks in the nuclear emulsion irradiated by the neutron beam at energy of 14.9MeV were recognized by the computer-aided method.The results show that proton-recoil tracks reconstructed by this method consist well with those reconstructed by the manual method.This computer-aided track recognition method lays an important technical foundation of developments of a proton-recoil track automatic recognition system and applications ofnuclear emulsions in pulsed neutron spectrum measurement.

nuclear emulsion；proton-recoil track；computer-aided recognition；track reconstruction

TL815

A

1000-6931（2014）02-0362-06

10.7538／yzk.2014.48.02.0362

2012-12-03；

2013-02-26

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（11175141）

阮金陸（1987—），男，吉林農(nóng)安人，碩士研究生，核技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)