圖像處理在單晶硅直徑檢測中的實(shí)際應(yīng)用.pdf

1、單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，主要用于太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體材料。由于單晶硅片取自于等徑階段的晶體，所以控制直徑是一個重要環(huán)節(jié)，直徑測量主要采取非接觸的方式。本文使用CMOS攝像機(jī)對等徑階段的單晶硅進(jìn)行拍攝，由于硅棒的阻擋所以攝取的只是部分單晶硅的視頻圖像。
　　在圖像處理部分，由于目標(biāo)是對單晶硅的直徑進(jìn)行計算，所以首先需要獲取光圈信息，CMOS攝像機(jī)采集的圖像可能帶有一些微小的噪聲從而會影響到圖片的清晰度和質(zhì)量，所以需要對圖

2、像進(jìn)行平滑去噪，本文使用一種易于實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)中值濾波算法，能夠?qū)κ茉肼暩蓴_區(qū)域進(jìn)行濾波而不涉及整個圖像，它還能自動選擇適合的濾波窗口進(jìn)行中值濾波，既能抑制噪聲，又可以保護(hù)圖像的邊緣細(xì)節(jié)。由于單晶硅圖像中硅棒等背景元素過多，因此本文根據(jù)光圈在圖像中亮度最高的特點(diǎn)，使用直方圖分析的方法選取最優(yōu)閾值并對圖像進(jìn)行二值化，從分割后的結(jié)果可以看出，與光圈灰度值相近的硅棒光暈得以被分離，圖像分割的效果較好。
　　單晶硅邊緣提取實(shí)際精度要求為0.

3、1mm，但使用傳統(tǒng)邊緣算子獲取的邊緣只能夠達(dá)到一個像素，經(jīng)過換算其精度達(dá)不到實(shí)際需求。因此，本文引入亞像素定位技術(shù)來進(jìn)一步提高邊緣精度，在使用高斯擬合亞像素邊緣檢測的算法后，單晶硅的邊緣精度約為0.013mm，達(dá)到了預(yù)期要求。由于直徑計算的需要選用單晶硅外圈邊緣作為計算的基礎(chǔ)。
　　單晶硅的高熔點(diǎn)使攝像機(jī)只能在觀察窗外俯視拍攝，因此所得到的圖像是不完整的橢圓，本文提出一種改進(jìn)的單晶硅直徑計算方法，首先把不完整半橢圓擬合成一個完整的