激光差动共焦显微图像处理技术研究.pdf

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1、激光差动共焦显微图像处理技术研究王蕾2015年1月中图分类号：TH742UDC分类号：681.5激光差动共焦显微图像处理技术研究作者姓名王蕾学院名称光电学院指导教师邱丽荣研究员答辩委员会主席赵维谦教授申请学位工学硕士学科专业仪器科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchonimageprocessingtechnologyforlaserdifferentialconfocalmicroscopeCandidateName：LeiWangSchoolorDepartment:SchoolofOptoelectronicsFacultyMentor:Pr

2、of.LirongQiuChair,ThesisCommittee：Prof.WeiqianZhaoDegreeApplied:MasterofScienceMajor：InstrumentofScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015北京理工大学硕士学位论文摘要利用图像处理技术实现测试样品的测量分析，是把图像当作检测和传递信息的手段或载体，从图像中提取有用信息来实现样品几何量的测量与评定。它具有非接触、高速度、高精度、可实现自动测量等诸多优点，目前广泛应用

3、于各种非接触实时精密测量。本课题的主要研究内容是针对纳米制造、半导体测试、材料工程和生物医学等领域对高性能的高端成像式仪器的需求，在实验室自主研制的激光差动共焦显微系统的基础之上，对扫描图像进行图像处理技术研究，从而实现样品高精度的表面形貌测量分析，为微纳样品检测提供一种高效的途径。本课题的研究内容来源于国家自然科学纳米制造重大研究计划资助项目“纳米结构激光径向偏振差动共焦纵向场层析成像方法与技术研究”（No．91123014）；国家重大科学仪器设备开发项目“激光差动共焦扫描成像与检测仪器研发及其应用研究”(No.2011YQ040136)。论文的主要研究内容包括：（1）显微系统图像预

4、处理技术研究。分析目前激光差动共焦扫描显微镜的成像原理，对扫描图像存在的缺损、噪声、倾斜进行图像修复、图像平滑以及图像倾斜校正，以恢复图像数据，获得良好的视觉效果，方便后续测量分析。（2）显微系统图像测量技术研究。基于目前工业样品测量需求，对显微系统测量功能进行分析，研究线测量和面测量数据提取方法，并基于微积分思想，通过图像相邻像素间的累加求和，实现轮廓测量和面体积测量参数计算。（3）基于VS2010软件平台，结合OpenCV、OpenGL、GDI+等进行图像预处理和图像测量算法编写与测试，以实现对样品扫描图像的自动化处理和测量。关键词：差动共焦显微；图像修复；图像平滑；图像倾斜校正；

5、图像测量I北京理工大学硕士学位论文AbstractTherealizationofmeasurementandanalysisoftestsamplesbyusingimageprocessingtechniqueistotaketheimageasameansofdetectingandtransmittinginformation,thusextractingusefulinformationfromtheimageandachievingthemeasurementandevaluationofgeometricalquantities.Ithasthenon-contact,h

6、igh-speed,high-precision,automaticmeasurementandmanyotheradvantages,whichiswidelyusedinavarietyofnon-contactreal-timeprecisionmeasurement.Inordertomeetthedemandofthehigh-endimaginginstrumentinthefieldsofnanomanufacturing,semiconductortesting,materialsengineeringandbiomedicine,ourlaboratorydevelo

7、pedalaserdifferentialconfocalmicroscopesystem.Imageprocessingtechnologyisstudiedforthescanningimagesinthissubject,soastorealizethehigh-precisionsamplesurfacetopographymeasurementandprovideanefficientwayformicro-nanosampleste