目前,在微納測量領域,對微觀復雜結(jié)構的三維形貌測量可以說仍然是具有挑戰(zhàn)性的課題�，F(xiàn)有的非接觸測量方法,雖然具有很高的縱向分辨率,但是難以測量梯度較大的坡度表面。而近些年出現(xiàn)的利用超短景深成像的變焦測量方法則有望打破這一困境,真正實現(xiàn)對微觀復雜結(jié)構表面的三維測量。變焦(Focus Variation)是利用光學系統(tǒng)的有限景深和垂直掃描方法,采集在不同工作距離下的圖像序列,通過圖像處理的方法尋找到最佳焦點位置實現(xiàn)測量的。變焦顯微測量方法可以測量具有超大深寬比和大傾角斜面的微觀復雜結(jié)構,而且一次可以測量一個截面,具有測量速度快,測量精度高等優(yōu)點。本文利用變焦原理,搭建了變焦測量實驗平臺,通過改變被測物體和顯微物鏡的距離,采集了具有不同聚焦位置的二維圖像序列。針對采集到的圖像序列中存在的像素漂移現(xiàn)象,編制了數(shù)字圖像相關算法由子區(qū)匹配進行校正。通過分析比較多種聚焦評價函數(shù)的評價效果,選擇了單峰性好,魯棒性強的聚焦評價函數(shù),并提出了先在大范圍內(nèi)進行最值搜索,再在最值附近的小區(qū)域內(nèi)進行高斯擬合得到聚焦評價函數(shù)極值的搜索算法,以得到像素點的深度值。然后,在空間域由基于區(qū)域特征的圖像融合算法得到了灰度融合圖像和彩色融合圖像,同時運用小波變換得到了頻域圖像融合結(jié)果。最后,把得到的三維點云數(shù)據(jù)導入到Cloud Compare軟件中,得到了物體的三維形貌圖,并通過量塊實驗,驗證了該算法的精度,得到了較好的結(jié)果。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41
【部分圖文】：

圖 1.1 步進式時間相移干涉示意圖Fig 1.1 Schematic diagram of step time phase shift interference外差干涉的原理是：當兩個光波頻率差很小的相干光束在空間相遇時一定頻率的差頻波，從而使以光頻為載波的被檢測信號轉(zhuǎn)移到差頻波場中干涉條紋的不斷掃描，干涉場上任意點的光波都是由參考光波成的，任一點的光強都是以光頻差為頻率隨時間做余弦變化的。經(jīng)光涉場中的交變的光強信號轉(zhuǎn)換為交變的電信號，通過檢測電路獲得差，進而實現(xiàn)對位移或長度等的測量[10]。但根據(jù)這種原理制成的同輪廓儀不能測量表面輪廓變化較大的表面，由 GrayESommargret 等軸外差干涉輪廓儀的水平分辨率又僅為 2um[11]。斑干涉測量時要求被測物體的粗糙度要大于照明光波波長。入射到的光束經(jīng)物體表面反射或透射會在空間形成很多相干子波，這些光生干涉，干涉效果為無規(guī)則分布的顆粒狀結(jié)構，即為散斑圖[12]，散斑度分布、形狀等都和被測物體的表面形貌密切相關。將獲取到的散斑

聚焦顯微鏡是集激光技術、光學顯微鏡技術、計算機械技術于一體的大型精密儀器[15]。其工作原理示的光經(jīng)照明針孔光欄形成點光源，光線由二分鏡反測樣品，樣品表面上被照射的點發(fā)射出的熒光經(jīng)終成像于計算機上。采用濾片消除掉可能散射出來有正確聚焦的光線才能通過檢測針孔被檢測器檢測據(jù)其距焦平面的距離大小以平方量級成比例擴散達的載物臺上，在掃描過程中，帶動被測物體上下的不同層面上，可以獲取被測樣品不同橫斷面的樣品的三維測量。除了共聚焦方法外，還有差動式聚焦檢測、強度檢。但聚焦檢測法不能檢測不透明的表面，也要求有測量物體表面的斜坡開始處、結(jié)束處和轉(zhuǎn)換處的尺微觀三維形貌測量的方法外，還有用于宏觀尺度等。

合肥工業(yè)大學碩士學位論文時，用高斯插值算法得到三維顯微圖像的高度值，并利用高度索引圖進行了三建[31]。2016 年，長春理工大學的張玉強應用基于區(qū)域分割的小波變換圖像融合方，得到了二維全焦圖像，通過高斯插值得到每個像素的高度值，并利用全焦高度圖重建了物體的表面三維形貌[32]�？梢姡瑖鴥�(nèi)在這方面研究甚少，研究水平大多停留在國外早期水平。而國這方面已經(jīng)十分成熟，甚至已經(jīng)商品化，所以進行這方面的研究十分必要。
【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

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本文編號：2864490