KDP晶體表面固體殘留物及缺陷圖像處理系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、KDP(磷酸二氫鉀，KH2PO4)晶體因其優(yōu)良的光學(xué)性能和易生長出大口徑的單晶體等特點(diǎn)，在ICF(慣性約束核聚變)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，ICF系統(tǒng)對KDP晶體的表面質(zhì)量要求越來越高。單點(diǎn)金剛石切削和磁流變拋光后晶體表面常存在如固體殘留物、劃痕、切削紋理等瑕疵，表面瑕疵會(huì)嚴(yán)重影響KDP晶體的光學(xué)性能。而傳統(tǒng)的表面質(zhì)量定性檢測方法不能量化KDP晶體加工后表面損傷信息。
　　本文在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，參考光學(xué)元件表面質(zhì)量

2、定量檢測方法，利用光學(xué)顯微鏡獲取表面圖像，研究圖像處理技術(shù)定量檢測KDP晶體表面瑕疵的方法，對于KDP晶體表面的質(zhì)量控制具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.采集KDP晶體表面圖像樣本，采用灰度處理、光照不均勻校正和圖像濾波進(jìn)行圖像增強(qiáng)，通過識別圖像的標(biāo)尺獲得圖像的標(biāo)定系數(shù)。
　　2.切削紋理特征提取與去除技術(shù)研究。分析和對比基于列均值最大值曲線和基于Hough變換的紋理主方向計(jì)算算法，后者計(jì)算精度和計(jì)算效率

3、較高；利用獲得的紋理主方向，圖像旋轉(zhuǎn)至紋理豎直方向，并列投影提取紋理灰度均值曲線，采用時(shí)域?yàn)V波搜索紋理峰谷點(diǎn)，計(jì)算紋理平均間距。
　　基于紋理主方向和Fourier變換構(gòu)造頻域?yàn)V波器濾除空間紋理，切削紋理去除效果較好；研究灰度共生矩陣原理，分析生長步長D、灰度級L和生長方向θ對特征參數(shù)的影響，選取合適的矩陣生長參數(shù)，同時(shí)分析特征參數(shù)與基于Fourier變換的紋理去除關(guān)鍵參數(shù)??的關(guān)系，得出角二階距、對比度、逆差矩和熵隨著??的增大

4、和紋理的去除規(guī)律性，評價(jià)紋理的去除效果。
　　3.固體殘留物與劃痕識別技術(shù)研究。利用二維Renyi熵和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理完成了圖像二值化、輪廓修整和邊緣提取，并實(shí)驗(yàn)分析二維Renyi熵關(guān)鍵參數(shù)?對分割效果的影響，得出其取值范圍為1.5~2.5。
　　基于固體殘留物和劃痕的形狀特征差異，采用Freeman鏈碼計(jì)算邊緣曲率，設(shè)置曲率閾值C5-2，并通過直線判定準(zhǔn)則和劃痕邊界估計(jì)，構(gòu)造完整劃痕邊界，精確分類識別固體殘留物與劃痕。