基于并行像散共聚焦探测图像序列的微结构三维信息萃取.pdf

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1、基于并行像散共聚焦探测图像序列的微结构三维信息萃取ExtractiontheThree．dimensionalCoordinatesoftheMicro—structurefromtheSequenceImagesCollectedfromaParallelAstigmatismConfocalDetectingSystem2011年4月合肥工业大学删嬲缈本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)厢鸟乡骘铆删走学参旋．委员。撕蝴吠幻膨切敝钸吨乏争勺办友导甄乡-忙．舌肥啦穴分．刭锨绽hU阿h十矿席主独创性声明本人声明所呈交的

2、学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金目巴工些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：恙冀迳笛筻签字日期：y11年4月彩日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金目巴王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金壁王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，

3、可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：撼教导师签名：签字日期：沙ff年印月功同签字同期：如f(年年月荔日电话：Q铡，岁≥J7磁邮编：2：；印形3刘似考靠四r阉№扯舻膨蟊矫瑚讯如巨去礅．矸后儿狂，滔菇确#日摩卜}一～、，=7桦铺绯作：文位址论单地位作讯基于并行像散共聚焦探测图像序列的微结构三维信息萃取摘要并行共焦成像技术由于高精度高效等诸多优点在微尺寸检测领域得到广泛应用。论文选题来源于国家自然科学基金项目“基于并行像散共焦探测的微结构三维形貌测量技术基础研究(50775063)"，针对一种基于像散原理的并行共聚焦微结构

4、探测系统，研究基于并行光场图片序列的被测微结构三维信息萃取方法。论文首先对并行像散光场探测曲线过零点灵敏度的影响因素、以及可能的提高探测曲线灵敏度的方法进行了研究。从几何光学的角度，建立探测曲线过零点的灵敏度与柱面镜组参数之间的关系，以探测曲线灵敏度最大为目标获得了最佳柱面镜参数；对已有的四象限法进行改进，提出了去对角四象限法，通过仿真，证明了用该方法萃取的探测曲线在过零点处有更高的灵敏度；探讨了图像的灰度变换方法在进一步提高探测曲线灵敏度方面的可行性，提出通过亮度调节可以有效地提高探测曲线过零点的灵敏度，仿真证明了这一点，并在实验中获得了适当的亮度调节参数。与此同时，为了消除探测曲线的

5、不稳定性，论文对图像噪声和漂移进行了频域分析，提出采用高斯低通滤波的办法滤除图像的高频噪声，并设计了一款高斯低通滤波器，通过仿真发现其对探测曲线漂移有一定的抑制作用。其次为了获得被测微结构精确的三维坐标，论文通过摄取图片上的散斑光场位置和微透镜阵列的间距计算出被测微结构的横向坐标；为了得到被测廓形精确纵向坐标，论文设计了定点萃取和浮点萃取两种方法计算各个散斑光场的四象限信息，然后采用三次样条的插值方法拟合散斑光场探测曲线，并用二分法萃取探测曲线过零坐标，由于三次样条差值曲线通过采样点，被测物点正焦位置精度得以保证。基于该方法进行了软件开发，实现了被测物点的三维坐标萃取，证实了方法的可行与

6、高效。关键词：像散；并行共聚焦；探测曲线灵敏度：高斯低通滤波；三次样条插值ExtractiontheThree．dimensionalCoordinatesoftheMicro·structurefromtheSequenceImagesCollectedfromaParallelAstigmatismConfocalDetectingSystemAbstractTheresearchisbasedontheprojectsponsoredbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(NSFC)：“TheBasicResearchintothe

7、Micro．StructuralThree．DimensionalImageMeasurementTechniqueBasedonParallelConfocalDetection(50775063)”．ParallelconfocalimagingtechnologyiSbecomingwidelyusedinmanytestingfieldforitsmanyadvantages．Thispaperstudieshowtorap