[發明專利]一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法

在審

• 申請號: 201911336417.4
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110954557A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 李璐璐;劉乾;張輝;黃文
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 宋輝

1.一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，包括以下步驟：

圖像獲取步驟：使用暗場缺陷測量裝置對被測樣品(3)進行軸向掃描測量，獲得一系列缺陷暗場散射圖像，并將所述缺陷暗場散射圖像按照XY平面存儲缺陷暗場散射圖像灰度值、沿著Z方向疊加不同軸向位置的圖像序列，讀入到一個三維矩陣中；

缺陷散射核心區域提取步驟：將缺陷暗場散射圖像的缺陷區域與背景初步分離；尋找缺陷區域邊界，確定各個缺陷區域；增強缺陷散射核心區域與雜光區域的對比度，并降低噪聲，去掉雜光區域，提取缺陷散射核心區域；

重構缺陷步驟：對每一個提取出來的缺陷散射核心區域，沿軸向對每個橫向像素對應的軸向光強曲線進行分析，計算軸向光強曲線的峰值，確定焦面的位置；確定每個缺陷的中心坐標和實際尺寸。

2.根據權利要求1所述的一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，所述缺陷散射核心區域提取步驟包括步驟c-f：

c、對于讀入的三維矩陣，設定灰度閾值T1，將灰度高于閾值T1的像素確定為缺陷區域像素，低于或者等于閾值T1的像素確定為背景區域像素，實現缺陷區域與背景的初步分離；

d、尋找缺陷區域邊界：判斷每個缺陷區域像素相鄰的像素是否都為缺陷區域像素，如果不全都為缺陷區域像素則認定為缺陷區域的區域邊界，根據認定的區域邊界確定各個缺陷區域，根據各個缺陷區域判定各個缺陷區域的三維位置與范圍；

e、使用三維卷積核分別對步驟d中得到的各個缺陷區域進行卷積濾波，增強缺陷區域的缺陷散射核心區域與雜光區域的對比度，并降低噪聲；

f、對于各個卷積濾波后的缺陷區域，設定閾值T2，將灰度高于閾值T2的像素確定為缺陷散射核心像素，低于或者等于閾值T2的像素確定為雜光區域像素，并去掉雜光區域，獲得缺陷散射核心區域。

3.根據權利要求2所述的一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，

所述重構缺陷步驟包括步驟g和h：

g、對步驟f每一個提取出來的缺陷散射核心區域，沿軸向對每個橫向像素對應的軸向光強曲線進行分析，計算軸向光強曲線的峰值，確定焦面的軸向位置；

h、根據軸向光強曲線分析結果、像素與空間尺寸的對應關系、軸向步距、透明光學材料的折射率n，確定每個缺陷的實際三維分布，包括中心坐標、實際尺寸、形狀。

4.根據權利要求3所述的一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，所述重構缺陷步驟之后還具有以下步驟：

i、對照缺陷評價標準對缺陷進行分類和統計。

5.根據權利要求3所述的一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，步驟h之前還具有以下步驟：

a、標定暗場缺陷散射圖像的像素與實際的空間尺寸的對應關系；

步驟h中確定每個缺陷的實際三維分布時利用的像素與空間尺寸的對應關系為步驟a中標定的暗場缺陷散射圖像的像素與實際的空間尺寸的對應關系。

6.根據權利要求5所述的一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，步驟h中確定每個缺陷的實際三維分布時，每個缺陷的橫向坐標為橫向像素坐標×像素標定尺寸；軸向坐標為軸向步數坐標×軸向步距×折射率。

7.根據權利要求3所述的一種透明材料暗場散射圖像的缺陷三維重構方法，其特征在于，步驟g中使用極大值法或重心法或曲線擬合法計算軸向光強曲線的峰值。