[發明專利]一種基于改進均值濾波法的MPO光纖連接器檢測系統

在審

• 申請號: 202011498844.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112539711A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 沈洋;周豪;許學彬;倪軍;郭子琦;趙楠楠;楊凱
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/30;G06T5/00;G06T5/20;G06T7/00
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于改進均值濾波法的MPO光纖連接器檢測系統，通過應用白光干涉原理設計基于Michelson型干涉儀的測量系統，使用CCD相機拍攝干涉條紋圖像，儲存在移動硬盤中。用MATLAB對圖像數據進行處理，利用三次樣條插值方法精準定位像素點高度位置，“四向法”均值濾波去除噪聲點，采用MATLAB軟件進行繪圖，獲得光纖連接器表面的3D復原圖像。本發明經調整可適用于灰塵、懸浮物含量較高的車間進行MPO光纖連接器的檢測，因此具有廣闊的應用前景。

技術領域：

本發明涉及一種改進均值濾波法的MPO光纖連接器檢測系統，本方法通過對均值濾波法、重心法進行改進，利用白光干涉原理，運用三次樣條插值、四向法均值濾波實現工廠環境下的MPO光纖連接器檢測，屬于3D測量領域。

背景技術：

白光垂直掃描干涉技術相對于傳統的無損檢測方法，具有非接觸、精度高、測量時間短等特點，被廣泛應用于精密無損檢測領域。目前多數MPO光纖連接器檢測系統應用于工廠測量，測量時產生大量的灰塵落在光纖連接器表面，在復原光纖連接器表面形貌時會產生很大的噪聲干擾，而均值濾波只能對單張圖片進行處理，且不能達到好的降噪效果，本發明對均值濾波法、重心法進行改進，應用三次樣條插值法、四向法均值濾波可以去除因工廠操作環境引入的噪聲，提高光纖連接器表面3D圖像復原的精確度。

發明內容：

本發明提供一種改進均值濾波法的MPO光纖連接器檢測，本方法運用基于Michelson型干涉儀的測量系統對MPO光纖連接器進行掃描，CCD相機拍攝干涉條紋的圖像并存儲到計算機中，運用MATLAB讀取圖像數據，改進重心法利用三次樣條插值的方法對圖像單個像素點的包絡線峰值點進行提取，閾值法精準定位噪聲點位置，對指定噪聲點應用改進均值濾波法進行處理，去除因工廠操作環境引入的噪聲，提高光纖連接器表面3D圖像復原的精確度。

本發明專利通過以下方案予以實現：

一種改進均值濾波法的MPO光纖連接器檢測方法，由基于Michelson型干涉儀的測量系統掃描MPO光纖連接器獲得掃描圖像，用三次樣條插值法提取包絡線峰值點，四向法均值濾波法進行3D圖像降噪，提高光纖連接器表面3D圖像復原的精確度。掃描圖像由基于Michelson型干涉儀的測量系統掃描獲得掃描圖像，通過提取每個像素點的灰度值、利用三次樣條插值實現包絡線峰值點的快速、準確提取，獲得掃描區域各個點表面的高度值。改進均值濾波法通過閾值法定位噪聲位置、“四向法”濾波來實現對3D圖像的去噪，提高光纖連接器表面的3D復原的準確度。

(1)所述的基于Michelson型干涉儀的測量系統原理如下：

測量系統的原理是單色光的干涉，如果系統的分光器到被測表面上某一點的距離與分光器到參考面的距離相等，則所對應的兩列光波的光程差為零，此時干涉光強值達到最大。當光源滿足振動方向、頻率相同、相位差恒定的相干條件，光在空間里相遇會發生干涉現象，生成明暗交替的穩定條紋。

當兩束單色光(位置為S₁、S₂,光強為I₁、I₂)滿足條件且在空間O點發生了干涉可得到這兩點的諧振方程：

設O點到A₁，A₂的距離為S₁,S₂。通過計算得到兩光波疊加后的振幅為：

當進行粗糙表面的測量時，我們就通過檢測光強的變化來測出被檢測物體表面的粗糙程度。使用基于Michelson型干涉儀的測量系統可以有效減少模糊誤差，有效增大測量的范圍,且不受表面高度突變的影響。

(2)所述的基于Michelson型干涉儀的測量系統實現過程如下：