Совершенствование оптических методов псевдоцветового кодирования изображений для фотометрических измерений

• Автор: Кузнецов, Максим Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 93 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Основные методы повышения точности, чувствительности и информативности оптических измерений
1.1 Измерение параметров фотографических объектов путем анализа фотографического изображения
1.2 Интерференционный метод измерения характеристик оптических деталей
1.3 Краткий анализ высокочувствительных интерференционных методов
1.3.1Многопроходовая интерферометрия
1.3.2 Многолучевая интерферометрия
1.4 Цифровые методы обработки изображений (ЦОИ)
1.5 Наблюдение в темном поле
1.6 Метод фазового контраста
1.6.1 Общие сведения
1.6.2 Метод Фрица Цернике 31;
1.7 Получение интерферограмм в реальном масштабе времени
1.8 Определение размеров микрообъекта по его дифракционной картине
1.9 Влияние спекл-шума при записи интерферограмм
2 Теория прикладного'цветового моделирования
2.1 Исходная цветовая модель
2.2 Треугольная модель
2.3 Модель ШВ
2.4 Обобщенная цветовая модель
3 Повышение контраста и информативности изображений
3.1 Методика повышения контраста и информативности изображений
на основе спектральной и пространственной фильтрации излучения

3.2 Оптико-физическое обоснование метода повышения контраста и информативности изображений на основе спектральной и
пространственной фильтрации излучения
3.3 Анализ количества информации в интегральном свете
4 Экспериментальные исследования
4.1 Методика экспериментальных исследований выделения контуров полос на интерферограммах предлагаемым оптическим
методом псевдоцветового кодирования
4.2 Результаты измерений интерферограмм и реальных объектов
с использованием оптического метода псевдоцветового кодирования
4.3 Исследование возможности использования оптического метода псевдоцветового кодирования изображений при изучении
клеток растительного и природного происхождения
4.3.1 Структура клетки
4.3.2 Исследование капли крови оптическим методом псевдоцветового кодирования
4.4 Исследование возможности использования метода псевдоцветового аналогового кодирования изображений при
контроле оптических деталей в реальном масштабе времени
4.5 Измерение геометрических параметров дефектов оптических
деталей
4.5.1 Методика измерения параметров дефектов
4.5.2Результаты измерений дефектов оптических деталей 79
Заключение
Список научных работ, опубликованных по теме диссертации
Список использованных источников

Актуальность темы исследования
В целевой программе «Основные направления фундаментальных исследований в России (подраздел 1.3.7 «Прецизионные оптические измерения») к приоритетным направлениям развития науки, технологии и техники отнесены производственные оптические технологии, развитие которых невозможно без исследований высокочувствительных средств измерений, к которым- относятся, в частности, микроскопические и интерференционные.
Данные исследования необходимы для решения ряда прикладных задач: -повышения контраста и информативности изображений; визуализации микроскопических объектов;
-исследования формы прецизионных оптических элементов и систем; -регистрации сверхмалых подвижек тектонических плит [35];
-измерения геометрических параметров дефектов оптических деталей; -контроле оптических деталей в реальном масштабе времени;
-модернизация серийно выпускаемых биологических микроскопов.
Решение данных прикладных задач затруднительно без.повышения информа-тивности фотометрических измерений, в том числе и на основе псевдоцветового кодирования.
Наиболее распространенная двухлучевая интерферометрия [25] позволяет измерять сдвиг интерференционных полос с погрешностью от Х/20 до Х/50, где X - длина волны используемого излучения. Для источников видимого диапазона погрешность измерений достигает 10 нанометров, что вполне достаточно для большинства случаев. При этом погрешность интерференционных измерений определяется чувствительностью интерферометра [8] и пределом чувствительности, так как другие факторы, влияющие на погрешность, можно практически исключить при использовании так называемых дифференциальных схем, или схем сравнения
[9].

контролируемой поверхности.
Интерференционная картина и результаты обсчета отображаются на экране видеомонитора, В верхнем левом углу представлено числовое значение PV (пик, долина) - алгебраическая сумма максимумов бугор-яма. В верхнем правом углу числовое значение RMS - среднеквадратическая величина распределения ошибки по поверхности. В правом нижнем углу числовое значение PWR - величина приближения к радиусу контролируемой поверхности. Для точного совмещения радиуса контролируемой детали с фокусом передающего элемента добиваются минимального значения PWR.
Передача изображения с видеомонитора наблюдения на компьютер и его последующая обработка и печать осуществляется с помощью программного обеспечения, установленного на компьютере. Результаты контроля выдаются а виде печатных копий па листе формата А4. Печатная копия представляет собой изображение интерференционной картины с числовыми значениями PV, RMS, PWR, и представлена на рисунке 19.
Рисунок 19 - Протокол измерения оптической детали