[發(fā)明專利]快速識別定位襯底上二維材料的方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011196248.1
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112258493B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝京旭;陳佳俊;史志文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/62;G06T5/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 龐紅芳

本發(fā)明提供一種快速識別定位襯底上二維材料的方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，所述方法包括：采集襯底上二維材料的顯微圖像；對所述顯微圖像進行處理并獲取對應(yīng)的二值化圖像；獲取二值化圖像中各白色連續(xù)區(qū)域的面積，篩選并提取出符合預(yù)設(shè)面積閾值的白色連續(xù)區(qū)域，作為識別區(qū)域；獲取各識別區(qū)域的亮度分布統(tǒng)計圖，并在所述亮度分布統(tǒng)計圖中提取出多個亮度集中分布均勻的子區(qū)域；計算所述子區(qū)域的平均亮度與所述顯微圖像的背景區(qū)域的平均亮度之間的對比度；當(dāng)所述對比度在預(yù)設(shè)對比度范圍內(nèi)時，確定該子區(qū)域為所需的二維材料區(qū)域，并進行相應(yīng)的輸出顯示。本發(fā)明采用計算機視覺對襯底上的二維材料進行識別定位，速度快、準(zhǔn)確度高，節(jié)省大量人力和時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米科技技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及材料識別技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種快速識別定位襯底上二維材料的方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

目前常用的薄層二維材料樣品的制備方法是先用機械剝離法將原材料晶體解理在二氧化硅襯底上，之后在光學(xué)顯微鏡下人工搜尋薄層二維材料。由于不同厚度的材料對光的吸收或反射不同，在光學(xué)顯微鏡下會呈現(xiàn)出不同的顏色和對比度，據(jù)此來區(qū)分材料的厚度，并搜索需要的材料。但現(xiàn)有的搜尋都是由人工觀察顯微鏡完成，費時費力，效率很低，無法快速搜索得到需要的樣品。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種快速識別定位襯底上二維材料的方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中識別襯底上二維材料依靠人工產(chǎn)生的費時費力，容易出現(xiàn)識別差錯的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種快速識別定位襯底上二維材料的方法，包括：采集襯底上二維材料的顯微圖像；對所述顯微圖像進行處理獲取對應(yīng)的二值化圖像；獲取二值化圖像中各白色連續(xù)區(qū)域的面積，篩選并提取出符合預(yù)設(shè)面積閾值的白色連續(xù)區(qū)域，作為識別區(qū)域；獲取各識別區(qū)域的亮度分布統(tǒng)計圖，并在所述亮度分布統(tǒng)計圖中提取出多個亮度子區(qū)域；計算所述亮度子區(qū)域的平均亮度與所述顯微圖像的背景區(qū)域的平均亮度之間的對比度；當(dāng)所述對比度在預(yù)設(shè)對比度范圍內(nèi)時，確定該子區(qū)域為所需的二維材料區(qū)域，并進行相應(yīng)的輸出顯示。

于本發(fā)明的一實施例中，所述對所述顯微圖像進行處理包括：獲取不包含二維材料時的襯底的圖像，并將該圖像作為背景圖像；將采集的所述顯微圖像與所述背景圖像相除，形成背景均勻的顯微圖像。

于本發(fā)明的一實施例中，所述獲取對應(yīng)的二值化圖像的一種方式包括：將所述背景均勻的顯微圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；基于所述灰度圖像繪制灰度圖像上亮度的統(tǒng)計分布圖；基于所述亮度的統(tǒng)計分布圖確定二值化處理閾值；基于所述二值化處理閾值對所述灰度圖像進行處理，獲取對應(yīng)的二值化圖像。

于本發(fā)明的一實施例中，在獲取二值化圖像中各白色連續(xù)區(qū)域的面積之前，所述快速識別定位襯底上二維材料的方法還包括：對獲取的所述二值化圖像進行降噪處理。

于本發(fā)明的一實施例中，所述在所述亮度分布統(tǒng)計圖中提取出多個亮度子區(qū)域的一種實現(xiàn)方式包括：獲取所述亮度分布統(tǒng)計圖中各個圖形峰；基于各個圖形峰的峰底數(shù)值確定提取閾值；基于確定的所述提取閾值在所述亮度分布統(tǒng)計圖中提取出多個亮度子區(qū)域。

于本發(fā)明的一實施例中，在采集襯底上二維材料的顯微圖像之前，所述方法還包括：配置所述顯微圖像的背景亮度和預(yù)設(shè)對比度。

于本發(fā)明的一實施例中，在采集襯底上二維材料的顯微圖像之前，所述方法還包括：基于襯底上的二維材料調(diào)節(jié)顯微鏡的顯微倍數(shù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器，用于存儲計算機程序；處理器，用于運行所述計算機程序以實現(xiàn)如上所述的快速識別定位襯底上二維材料的方法；顯示器，用于輸出所述處理器的處理結(jié)果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種存儲介質(zhì)，存儲有程序指令，所述程序指令被執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的快速識別定位襯底上二維材料的方法。