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组件针孔疵病检测仪及其算法研究
作 者: 杨敏
导 师: 常本康
学 校: 南京理工大学
专 业: 物理电子学
关键词: 像增强器 GaAs阴极组件 瑕疵检测 阈值分割 图像拼接 自动控制 软件设计
分类号: TP216
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 43次
引 用: 1次
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内容摘要
三代像增强器是增强微弱光学图像的真空成像器件,是微光夜视技术的核心器件之一,应用领域广泛。由于GaAs外延材料生长及阴极组件研制过程中造成的缺陷,对三代微光像增强器的成像质量具有一定影响,所以优质的GaAs外延材料是实现激活高灵敏度阴极的先决条件,是提高像增强器成品率的基础。本课题所研究的组件针孔疵病检测仪可用于对GaAs基片和GaAs阴极组件表面瑕疵进行检测,统计不同区域的瑕疵信息,淘汰不合格产品,提高组件的性能。本文阐述了组件针孔疵病检测仪的硬件结构体系,说明了各个硬件的结构和功能;详细介绍了组件针孔疵病检测仪的软件设计模块,描述了各模块的作用,并实现软硬件交互。基于目标提取的原则,讨论了图像分割中阈值分割的基本理论和方法,并在此基础上提出一种可同时对GaAs基片和阴极组件表面瑕疵进行检测的算法;提出海量图片无缝拼接算法,利用坐标平移和图像缩放实现无缝拼接;为了克服单个瑕疵跨越多张图片导致的瑕疵个数误计,提出瑕疵整合算法,同时增加描述瑕疵信息的方式,从而准确而完整地获得GaAs基片或阴极组件表面的瑕疵信息。组件针孔疵病检测仪设计了友好的用户界面,并实现计算机自动控制,大大提高了检测效率和准确度,并节省了人力资源,有利于提高GaAs阴极组件的制备质量和效率,加快三代微光器件的研究进程。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-7 1 绪论 7-14 1.1 组件针孔疵病检测仪科学研究的技术背景 7-11 1.1.1 数字图像处理技术 7-8 1.1.2 基于硬件的软件系统设计 8 1.1.3 计算机自动控制 8 1.1.4 半导体材料缺陷 8-9 1.1.5 测量结果的重复性 9-11 1.2 组件针孔疵病检测仪的必要性和优点 11-12 1.2.1 微光像增强器与GaAs阴极组件 11-12 1.2.2 组件针孔疵病检测仪的优点 12 1.3 本文研究的意义 12 1.4 本文所做的工作 12-14 2 组件针孔疵病检测仪理论基础 14-27 2.1 组件针孔疵病检测算法理论 14-20 2.1.1 目标提取的基本理论 14 2.1.2 基于阈值的分割方法 14-17 2.1.3 区域生长和无向连通图遍历算法 17-19 2.1.4 基于区域的形状表示和描述 19-20 2.2 海量图片无缝拼接算法理论 20-24 2.2.1 图片无缝拼接基本理论 20-22 2.2.2 图像缩放理论 22-24 2.3 自动聚焦基本理论 24-27 2.3.1 基于图像处理的自动调焦 24 2.3.2 自动调焦判据函数 24-26 2.3.3 调焦判据函数的选取 26-27 3 组件针孔疵病检测仪设计与硬件研制 27-36 3.1 组件针孔疵病检测仪的设计原理 27-28 3.2 组件针孔疵病检测仪的技术要求 28 3.3 组件针孔疵病检测仪硬件系统介绍 28-36 3.3.1 显微镜装置 28-30 3.3.2 图像采集系统 30-32 3.3.3 夹具装置和校准装置 32-33 3.3.4 焦距调节装置 33-35 3.3.5 计算机系统 35-36 4 组件针孔疵病检测仪的软件设计 36-52 4.1 组件针孔疵病检测仪总体软件结构 36-37 4.2 CCD图像采集模块 37-39 4.2.1 图像采集卡的设置 37 4.2.2 图像采集卡的软件控制 37-38 4.2.3 多线程技术 38-39 4.3 二维平移台控制模块 39-43 4.3.1 二维平移台控制软件设计 39 4.3.2 串口通信 39-41 4.3.3 扫描轨道的设计 41-42 4.3.4 IO卡实现自动调焦控制 42-43 4.4 界面交互软件模块 43-44 4.5 图像处理软件模块 44-51 4.5.1 瑕疵检测算法的设计与实现 44-48 4.5.2 无缝拼接算法的设计与实现 48-50 4.5.3 组件针孔疵病整合算法 50-51 4.6 数据管理模块 51-52 5 组件针孔疵病检测仪检测结果与分析 52-63 5.1 组件针孔疵病检测仪检测步骤与结果 52-60 5.2 组件针孔疵病检测仪重复性测试 60-63 6 结束语 63-65 6.1 本文所做的工作 63 6.2 本文的创新点 63-64 6.3 有待进一步解决的问题 64-65 致谢 65-66 参考文献 66-69 附录 69
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表
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