[發(fā)明專利]白光干涉三維形貌噪聲區(qū)域重構(gòu)算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110051381.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN114763989A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高志山;黃旭;袁群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24;G06T17/05
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.白光干涉三維形貌噪聲區(qū)域重構(gòu)算法，其特征在于，方法步驟如下：

步驟1)、使用壓電陶瓷微位移器(PZT)帶動(dòng)干涉物鏡進(jìn)行相位間隔為π/2、掃描步長(zhǎng)為λ₀/8的z軸時(shí)序垂直掃描，且每進(jìn)行一次掃描由CCD相機(jī)保存一幅干涉圖，共采集N幅干涉圖，其中λ₀為白光光源的中心波長(zhǎng)，轉(zhuǎn)入步驟2和步驟3；

步驟2)、采集得到的N幅干涉圖利用專利CN109751971A中的HDVSI形貌恢復(fù)算法得到樣品的原始三維形貌數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入步驟4；

步驟3)、構(gòu)建干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，對(duì)視場(chǎng)中每一個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)，得到干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)矩陣，轉(zhuǎn)入步驟4；

步驟4)、將得到的原始三維形貌數(shù)據(jù)與干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行卷積得到有效點(diǎn)的三維形貌數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入步驟5；

步驟5)、根據(jù)干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)矩陣與有效點(diǎn)的三維形貌數(shù)據(jù)，對(duì)所有的噪聲點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)算法重構(gòu)，生成噪聲點(diǎn)重構(gòu)后的三維形貌，轉(zhuǎn)入步驟6；

步驟6)、將有效點(diǎn)的三維形貌與重構(gòu)后的噪聲點(diǎn)三維形貌相加，得到重構(gòu)后的三維形貌。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的白光干涉三維形貌噪聲區(qū)域重構(gòu)算法，其特征在于：所述步驟1)中，PZT總行程是根據(jù)所需干涉圖像的數(shù)量與相掃描步長(zhǎng)的乘積進(jìn)行設(shè)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的白光干涉三維形貌噪聲區(qū)域重構(gòu)算法，其特征在于：所述步驟3)中，理想干涉信號(hào)的最大值與平均值的差值與平均值的比值保持一個(gè)較高的穩(wěn)定值，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非理想干涉信號(hào)的比值。因此可以設(shè)立一個(gè)閾值，大于該閾值的即可判定為理想干涉點(diǎn)，小于該閾值的判定為噪聲點(diǎn)。建立干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)模型如下：

其中，I_max(x，y)為N幅干涉圖中像素點(diǎn)(x，y)處的光強(qiáng)最大值，I_ave(x，y)為N幅干涉圖中像素點(diǎn)處的光強(qiáng)平均值，k為設(shè)立的評(píng)價(jià)閾值，其大小與測(cè)試樣品的反射率有關(guān)。根據(jù)干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)模型判斷視場(chǎng)內(nèi)所有像素點(diǎn)為有效點(diǎn)還是噪聲點(diǎn)，得到干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)矩陣L(x，y)，此矩陣為二值矩陣，其中值為“1”的點(diǎn)表示該點(diǎn)為有效點(diǎn)，值為“0”的點(diǎn)表示該點(diǎn)為噪聲點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的白光干涉三維形貌噪聲區(qū)域重構(gòu)算法，其特征在于：同時(shí)進(jìn)行步驟2)和步驟3)，即同時(shí)進(jìn)行原始三維形貌的恢復(fù)和干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)。

5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的白光干涉三維形貌噪聲區(qū)域重構(gòu)算法，其特征在于：所述步驟5)中，對(duì)于需要進(jìn)行重構(gòu)的噪聲區(qū)域，重構(gòu)順序從噪聲區(qū)域的左上角開始，順序進(jìn)行高度重構(gòu)，直至完成噪聲區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)的重構(gòu)。重構(gòu)后某一像素的高度值為其上下左右四個(gè)方向上第一個(gè)有效高度點(diǎn)的加權(quán)值。權(quán)重與重構(gòu)點(diǎn)到四個(gè)方向第一個(gè)有效高度點(diǎn)的距離成反比。對(duì)于已經(jīng)重構(gòu)后的點(diǎn)，要返回干涉質(zhì)量矩陣中進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新。由于重構(gòu)順序是自上而下、自左而右，因此四個(gè)重構(gòu)方向中，左和上的第一個(gè)有效高度點(diǎn)與重構(gòu)點(diǎn)的距離是1個(gè)像素點(diǎn)的長(zhǎng)度，而右和下方向上與第一個(gè)有效高度點(diǎn)的距離由干涉質(zhì)量評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行循壞判斷。