实验报告总结模板

1 / 26 实验报告总结模板 实验一： RGB图像分层及分层加强 一：实验目的： (1)了解图像的基本的类型和表示方式。 (2)了解索引图像中图像矩阵与调色板的关系。 (3)掌握 RGB 图像分层结构及分层加强的方法。 二：实验内容： (1)熟悉并尝试使用 Matlab的命令方式和程序方式处理数组及图像。 (2)用 Matlab 对 RGB图像分层，并将图像的指定层加强。 三：实验过程： 2 / 26 索引图像的操作： data,map=imread(c:,jpg);%从 C 盘中读取 jpg图像 image(data),colormap(map);%将读取的索引图像显示出来。 图 索引图像 RGB颜色色谱的分层显示： RGB=reshape(ones(64,1)*reshape(jet(64),1,192),64,64,3); R=RGB(:,:,1); G=RGB(:,:,2); B=RGB(:,:,3); 3 / 26 subplot(141),imshow(R),title(红色分量 ); subplot(142),imshow(G),title(绿色分量 ); subplot(143),imshow(B),title(蓝色分量 ); 1/12 图 RGB 颜色色谱的分层显示 RGB图像分层显示和 指定层的加强： 打开 Matlab 实验环境，在 File 选项中新建 M-Flie。并在M-file 中写入操作代码： %将输入的 RGB 图像分层，并将图像的指定层加强 %输入格式举例：【 imageRGB， imageR， imageG，imageB， result】 =rgbanalysis(c:,jpg,1) function imageRGB,imageR,imageG,imageB,result=rgbanalysis(image,permission,level); 4 / 26 imageRGB=imread(image,permission); imageRGB=double(imageRGB)/255; result=imageRGB; %对图像进行分层提取 imageR=imageRGB(:,:,1); imageG=imageRGB(:,:,2); imageB=imageRGB(:,:,3); %显示结果 subplot(321),imshow(imageRGB),title(原始图像 ); subplot(322),imshow(imageR),title(R 层 灰度图像 ); subplot(323),imshow(imageG),title(G 层灰度图像 ); 5 / 26 subplot(324),imshow(imageB),title(B 层灰度图像 ); %对相应的层进行颜色加强 if level =1 imageR=imageR+; end if level=2 imageG=imageG+; end if level=3 imageB=imageB+; end 6 / 26 result(:,:,1)=imageR; result(:,:,2)=imageG; 2/12 result(:,:,3)=imageB; imwrite(result,jpg); result=imread(,jpg); subplot(325),imshow(result),title(色彩增强的结果 ); 在 Matlab命令行中输入如下指令： imageRGB,imageR,imageG,imageB,result=rgbanalysis(c:,jpg,1); 可得到实验结果图： 图 RGB 分层显示和 加强图像 7 / 26 四：试验总结： 本实验是对 RGB 图像的分层及强化处理，而 MATLAB 在处理图像的时候是要将图像化为矩阵来处理，所以，在对图像处理前需要将图像转化为 RGB图像矩阵，并分层提取，之后才能进行加强操作。在分层加强层时， R、 G、 B 分别是 1、 2.、3 对应该层。 本次实验加深了我们对课本内容的理解，同时加强了我们的学习兴趣，动手对图像进行操作更是从另一方面让我们学习MATLAB 知识。 3/12 实验二： LSB信息隐藏和提取 一：实验目的： (1) 深入理解信息隐藏的相关内容，能进行简单的信息隐写和数字水印操作。 (2)掌握顺序选择像素点及随机选择像素点，将消息嵌入 LSB8 / 26 并提取消息。 (3) 掌握相关工具的使用。 二：实验内容： (1) 顺序选择像素点将消息嵌入 LSB并提取消息。 (2) 随机选择像素点将消息嵌入 LSB并提取消息。 (3) 分析 LSB算法的抗攻击能力。 三：实验详细过程： ：顺序选择像素点将消息嵌入 LSB 并提取消息。 新建 M-file 编写顺序隐藏代码： %函数功能 :本函数将完成在 LSB上的顺序信息隐秘 function ste_cover,len_total=lsbhide(input,file,output) 9 / 26 %读入图像矩阵 cover=imread(input); ste_cover=cover; ste_cover=double(ste_cover); %将文本文件转换为二进制序列 f_id=fopen(file,r); msg,len_total=fread(f_id,ubit1); %判断嵌入消息量是否过大 m,n=size(ste_cover); if len_totalm*n 10 / 26 error(嵌入消息量过大，请更换图像 ); end %p作为消息嵌入位数计数器 p=1; for f2=1:n for f1=1:m ste_cover(f1,f2)=ste_cover(f1,f2)-mod(ste_cover(f1,f2),2)+msg(p,1); if p=len_total break; end 4/12 11 / 26 p=p+1; end if p=len_total break; end end ste_cover=uint8(ste_cover); imwrite(ste_cover,output); %显示实验结果 subplot(1,2,1);imshow(cover); title( 原始图像 ); subplot(1,2,2);imshow(output);title(隐藏信息的图像12 / 26 ); 保 存 后 在 命 令 行 执 行 ： ste_cover,len_total=lsbhide(,); 得到如下对比图像： 图 LSB 空域信息隐藏后图像与原始图像对比 ：随机选择像素点将消息嵌入 LSB 并提取消息： 新建 M-file 文件写入代码： %函数功能 :本函数将完成随机选择 LSB的信息隐秘 function ste_cover,len_total=randlsbhide(input,file,output,key) %读入图像矩阵 13 / 26 cover=imread(input); ste_cover=cover; ste_cover=double(ste_cover); %将文本文件转换为二进制序列 5/12 研究生实验报告 (范本 ) 实验课程：实验名称： 实验地点： 学生姓名：学 号：指导教师： 实验时间： 年 月 日 一、实验目的 熟悉电阻型气体传感器结构及工作原理，进行基于聚苯胺敏感薄膜的气体传感器的结构设计、 材料制作、材料表征、探14 / 26 测单元制作与测试、实验结果分析，通过该实验获得气体传感器从设计到性能测试完整的实验流程，锻炼同学学习能力、动手能力和分析问题能力。 二、实验内容 1、理解电阻式气体传感器工作原理 2、进行传感器结构设计 3、进行敏感材料的合成与测试 4、开展气体传感器制作 5、器件性能测试与分析讨论 三、实验原理 气体传感器是化学传感器的一大门类，是气体检测系统的核心 ,通常安装在探测头内。从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。根据气敏特性来分类，主要分为半导体气体传感器、固体电解质气体15 / 26 传感器、接触燃烧式气体传感器、光学式气体传感器、石英谐振式气体传感器、表面声波气体传感器等。 气体传感器的检测原理一般是利用吸附气体与高分子半导体之间产生电子授受的关系，通过检测相互作用导致的物性变化从而得知检测气体分子存在的信息，大体上可以分为： (l)气体分子的吸附引起聚合物材料表面电导率变化 (2)p型或 n型有机半导体间结特性变化 (3)气体分子反应热引起导电率变化 (4)聚合物表面气体分子吸、脱附引起光学特性变化 (5)伴 随气体吸附脱附引起微小量变化 对于电阻型气体传感器，其基本的机理都是气体分子吸附于膜表面并扩散进体内，从而引起膜电导的增加，电导变化量反应了气体的浓度情况。 四、实验器材 16 / 26 电子天平 BS2245:北京赛多利斯仪器系统有限公司 KSV5000自组装超薄膜设备 :芬兰 KSV设备公司 Keithley2700 数据采集系统 :美国 Keithley 公司 KW-4A 型匀胶机 :Chemat Technologies Inc. 85-2 型恒温磁力热搅拌机 :上海司乐仪器公司 优普超纯水制造系统 :成都超纯科技有限公司 动态配气装置 北京汇博隆仪器 S-450型扫描电镜 :日本日立公司 UV1700 紫外一可见分光光度计 :北京瑞利分析仪器公司 BSF-GX-2 型分流式标准湿度发生器 :国家标准物质研究中心、北京耐思达新技术发展公司 17 / 26 五、实验步骤 1、电阻型气体探测器工作原理认识 2、器件结构设计 电阻型气体探测器基于敏感薄膜电阻变化来进行气体浓度测定，因此电阻是探测器件的一个重要参数。叉指电极结构测量出的电导可由下式表示： 其中 L 和 W 为叉指电极基底的长度和宽度， N 为叉指电极的数目对数， d为两相邻电极之间的间距， 为薄膜的本征电导率。结合基底尺寸、材料电导率和工艺能力可以设计出结构优化的叉指 结构，获得较显著的电学输出信号。 图 1、基于敏感膜的气体传感器结构设计意图 图 1 为设计的电阻型气体传感器结构，在绝缘衬底上制作叉指 电极，然后在叉指电极上制作敏感薄膜，通过测试两个叉指电极间的电学信号，可获得敏感薄膜的电阻信息。设计完成的整个气体 18 / 26 传感器的制作流程示意图如图 2所示。 图 2、气体传感器制作工艺流程示意图 详细流程可表述为：硅片清洗 硅片表面氧化 溅射生长NiCr合金 溅射生长金 匀胶、显影、曝光、去胶 刻蚀金属层 (Kl、硫酸 ) 中测 划片一测试在器件的制作中，所使用的基片是电阻率为 ?cm的 n型单晶硅片 (100取向 )。其上氧化生长二氧化硅作为绝缘层，然后溅射镍铬合金(200-300 ?)，以提高金电极的附着性。其后再在镍铬合金上溅射导电的金层 (400 500?)，采用负胶光刻，电极间距和宽度相等，为 50m ，整个器件尺寸大小为 8*5mm2，该设计由自己完成，工艺由成都亚光电子股份有限 公司加工。 3、聚苯胺复合薄膜制备 (1) 基片预处理 本实验采用表面抛光的石英玻片和平面叉指金电极作为成膜基片。将表面抛光的石英基片先后放在 :(l)表面活性剂和水的混合 液 ;(2)去离子水 ;(3)乙醇 ;(4)丙酮中分别超声清洗 ,以除去表面污垢和油溃。然后将清洗过的石英基片放入19 / 26 7:3浓硫酸 /过氧化氢溶液及 1:1:5氨水 /过氧化氢 /水溶液中各超声清洗使得表面清洁 ,同时通过这一步使基片表面亲水。处理后的石英基片存放在超纯水中待用。 将清洗好的石英基片及平面叉指电极式器件浸入 1%PDDA 水溶液 15min,取出后用去离子水洗涤 ,再用氮气吹干 ,此时基片表面呈正电性 ;再将基片 浸入 Pss溶液 (2mg/inl,盐酸调节PH=12)中 15min,取出后用去离子水洗涤并吹干 ,此时基片表面呈负电性。 聚苯胺 PANI/TiO2 复合薄膜制备方法 对于经过聚电解质 (PSS)处理后的基片，聚电解质自组装膜在基片表面引入了极性基团，在聚合反应的开始阶段，基片上 -SO-3 基 团与酸性条件下苯胺单体和聚苯胺低聚合物上的N+通过静电吸引作用形成离子对，将其吸附在基片表面，形成均匀的聚合中心，进行链生长。同时，混合液中的 TiO2 纳米粒子起着原位吸附聚合载体的作用，苯胺单体吸附在TiO2纳米粒子表面，氧化剂 (NH4)2S2O8 引发单体在 TiO2纳米粒子表面进行聚合， 这导致了聚合物围绕 TiO2 粒子的受限生长，从而获得 TiO2纳米粒子表面覆盖 PANI的复合薄膜。 20 / 26 用移液管取 ml TiO2 溶胶，加去离子水稀释至 %；超声 15min备用。室温下，将超声过的 TiO2 溶胶加入到 20mL /L 的盐酸溶液中，在适度的搅拌下，将苯胺单体加入其中。为了避免苯胺单体快速氧化，边搅拌边将适量的 (NH4)2S2O8 的盐酸溶液缓慢逐滴滴入到混合液中，体系的颜色由透明逐渐加深 ,变为浅蓝 ,最终转变为墨绿色。适度搅拌 5min 后，用的有机过滤器过滤。 (NH4)2S2O8和苯胺单体物质的量之比为 1:1。运用芬兰 KSV公司的自组装系统制备 HCI掺杂 PANI/TIO2自组装纳米复合薄膜。将预处理后的基片浸入到 PANI/TiO2 滤液中，反应 20min，取出基片，在空气中自然晾干后放置在纯净的氮气中保存。 HCI和 PTSA掺杂 PANI/TiO2 复合薄膜制备方法 HCI和对甲苯磺酸 (PTSA)是常见的聚苯胺质子酸掺杂剂。 HCl掺杂 PANI/TiO2 复合薄膜制备同前所述。 PTSA 掺杂PANI/TiO2 复合薄膜制备工艺如下： 取对甲苯磺酸，溶于 10ml去离子水中；再配置 (NH4)2S2O8溶于 10ml盐酸溶液中，待用；用移液管取 TiO2溶胶，加去离子水稀释至 %；将 10ml 对甲苯磺酸溶液与 TiO2 溶胶溶液21 / 26 混合，超声 15min 备用。室温下 ,在超声过的对甲苯磺酸溶液和 TiO2 溶胶混合溶液中，将苯胺单体加入其中。为了避免苯胺单体快速氧化 ,边搅拌边将适量的 (NH4)2S2O8 的水溶液缓慢逐滴滴入到混合液中，体系的颜色由透明逐渐加深 ,最终转变为墨绿色。适度搅拌 5min 后，用的有机过滤器过滤。 (NH4)2S2O8 和苯胺单体物质的量之比为 1:1。运用芬兰KSV公司的自组装系统制备 PTSA掺杂 PANI/TiO2自组装纳米复合薄膜。将预处理后的基片浸入到 PANI/TiO2滤液中，反应 20min，取出基片，在空气中自然晾干后放置在纯净的氮气中保存。 对三种复合薄膜微观形貌进行 SEM 测试表征如图 3 所示。 PANI/TiO2 复合薄膜 HCl 掺杂 PANI/TiO2 复合薄膜 PTSA掺杂 PANI/TiO2 复合薄膜 图 3 三种复合薄膜微观形貌进行 SEM测试 【大物实验】拉伸法测弹性模量 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 22 / 26 【大物实验】水的表面张力系数测定 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】直流平衡电桥测电阻 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】热敏电阻温度计的设计 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】霍尔效应 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】光的等厚干涉 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】液体旋光率的测定 23 / 26 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】全息照相 http:/%CE%D2%B5%C4%D3%EE%D6%AE%D6%E6/blog/item/ 【大物实验】示波器的原理和使用 http:/%C