光学学报, 2020, 40 (7): 0711003, 网络出版: 2020-04-15   

大口径反射镜表面颗粒污染物暗场检测算法研究 下载: 1200次

A Dark-Field Detection Algorithm to Detect Surface Contamination in Large-Aperture Reflectors
作者单位
1 哈尔滨工业大学机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
图 & 表

图 1. 暗场检测原理图

Fig. 1. Dark field detection schematic diagram

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图 2. 自动聚焦流程

Fig. 2. Auto-focus process

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图 3. 清晰度评价函数曲线

Fig. 3. Sharpness evaluation function curve

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图 4. 标定板

Fig. 4. Calibration board

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图 5. 线性畸变投影模型

Fig. 5. Linear distorted projection model

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图 6. 线性畸变校正模型

Fig. 6. Linear distortion correction model

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图 7. 顶帽变换前后图像灰度分布对比。(a)原图灰度分布图;(b)顶帽变换结果灰度分布图

Fig. 7. Comparison before and after top hat transformation. (a) Grayscale map of original image; (b) grayscale map of transformation results

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图 8. 自动聚焦曲线。(a)粗调过程Tenengrad函数曲线;(b)精调过程超声马达位置曲线;(c)精调过程子窗Tenengrad函数曲线

Fig. 8. Autofocus curve. (a) Tenengrad function curve of coarse adjustment; (b) focusing motor position curve of accurate adjustment; (c) sub-window Tenengrad function curve of accurate adjustment

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图 9. 自动聚焦前后图像对比。(a)自动聚焦前图像;(b)自动聚焦后图像

Fig. 9. Image contrast before and after autofocusing. (a) Image before autofocusing; (b) image after autofocusing

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图 10. 二值化算法对比。(a)原图;(b)Otsu算法;(c)最大熵算法;(d)均值算子加权自适应二值化;(e)拉普拉斯算子加权自适应二值化

Fig. 10. Binarization algorithm comparison. (a) Original image; (b) Otsu algorithm; (c) maximum entropy model; (d) mean weighted adaptive binarization algorithm; (e) Laplacian weighted adaptive binarization algorithm

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图 11. 超景深显微镜检测结果。(a)区域1显微图像;(b)区域2显微图像

Fig. 11. Results of ultra-depth microscope. (a) Microscopic image of area 1; (b) microscopic image of area 2

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表 1清晰度评价函数性能指标

Table1. Sharpness evaluation function performance indicators

Evaluation functionVarianceTenengradLaplaceBrennerInformation entropyRoberts
Sharpness ratio2.08516.27753.47715.16532.51194.1152
Steepness/10-45.27558.28457.04557.96856.23157.4850
Fluctuation0.07100.02680.06520.00540.02030.0387

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表 2污染物提取算法性能对比

Table2. Performance comparison of pollutant extraction algorithms

ParemeterOtsuMaximum entropyMean weighted adaptive thresholdLaplace weighted adaptive threshold
Running time /ms2262232037294
Number error /%-62347

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尹朝阳, 张德志, 赵林杰, 陈明君, 程健, 蒋晓东, 苗心向, 牛龙飞. 大口径反射镜表面颗粒污染物暗场检测算法研究[J]. 光学学报, 2020, 40(7): 0711003. Zhaoyang Yin, Dezhi Zhang, Linjie Zhao, Mingjun Chen, Jian Cheng, Xiaodong Jiang, Xinxiang Miao, Longfei Niu. A Dark-Field Detection Algorithm to Detect Surface Contamination in Large-Aperture Reflectors[J]. Acta Optica Sinica, 2020, 40(7): 0711003.

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