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简化FMM算法在束流剖面测量中的应用 Application of simplified FMM algorithm in beam profile measurement 作者： 章洪博 1,2 魏晓娟 1 李敏 2,3 毛瑞士 2,3 唐凯 2 冯永春 2 作者单位： 1. 1.西北民族大学，兰州 730030； 2.中国科学院近代物理研究所，兰州，730000； 3.中国科学院大学，北京 100049 通讯作者： 魏晓娟 Email:258543923@qq.com 李敏 Email:limin@impcas.ac.cn 提交时间： 2023-11-09 摘要: 加速器中利用荧光靶系统测量束流横向剖面，为进一步提高系统测量的准确度，本文提出了一种利用简化快速行进算法（Fast Matching Method，FMM）填充荧光靶标定线的方法，使填充后的荧光靶图像更真实地反映束流剖面信息。论文首先利用Matlab生成模拟荧光靶图像，对比分析了算法处理前后的模拟图像束流剖面参数，仿真结果表明经过处理后的模拟图像，其结构相似性（Structural Similarity Index measure，SSIM）更接近1、均方误差（Mean Square Error，MSE）更小。最后，利用医用重离子加速器HIMM（Heavy Ion Medical Machine）现场采集的荧光靶图像进行验证。结果表明，HIMM现场采集的图像经处理后，剖面测量结果接近评估值。本研究结果为后续束流横向剖面参数算法的FPGA算法加速提供了依据。 Abstract: The fluorescence screen system is used to measure beam transverse profile in the accelerator. In order to further improve the measurement accuracy of the system, this paper proposes a method, filling the orientation lines of fluorescence screen with a simplified Fast Matching Method (FMM), so that the filled fluorescence screen images can reflect the beam profile information more truly. Firstly, the study uses Matlab to generate the simulated fluorescence screen images, and comparative analysis the beam profile parameters of the analog image before and after algorithm processing. The simulation results show that the Structural Similarity Index Measure (SSIM) of the processed simulated image is closer to 1, and the Mean Square Error (MSE) is smaller. Finally, the fluorescence screen images collected by the medical Heavy Ion Medical Machine (HIMM) were used for verification. After processing the fluorescence screen images collected by HIMM, theprofilemeasurement results are close to the evaluation value. The results of this study provide a basis for the FPGA algorithm acceleration of the subsequent beam transverse profile parameter algorithm. 束流剖面测量 简化FMM算法 荧光靶 标定线填充 图像处理 来自： 章洪博 期刊： 原子核物理评论 分类： 核科学技术 >> 核科学技术其他学科 说明： 已被期刊原子核物理评论录用 投稿状态： 已被期刊接收 引用： ChinaXiv:202311.00129 (或此版本 ChinaXiv:202311.00129V1 ) DOI:10.12074/202311.00129V1 CSTR:32003.36.ChinaXiv.202311.00129.V1 推荐引用方式： 章洪博,魏晓娟,李敏,毛瑞士,唐凯,冯永春.(2023).简化FMM算法在束流剖面测量中的应用.原子核物理评论.doi:10.12074/202311.00129V1 版本历史 [V1] 2023-11-09 19:03:25 ChinaXiv:202311.00129V1 下载全文

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