[發明專利]一種提取激光等離子體輪廓的系統及方法

有效

• 申請號: 202110569877.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113358272B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 袁歡;柯偉;王小華;楊愛軍;劉定新;榮命哲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L21/00
• 分類號: G01L21/00;H01J37/32
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;陳旭

1.一種提取激光等離子體輪廓的系統，包括：

等離子體產生單元，通過發送激光脈沖沿第一光路傳輸并照射真空腔產生不同輻射強度或不同壽命階段的等離子體；

成像單元，用于捕捉沿由脈沖激光器、二向色鏡、第一平凸透鏡和真空腔形成的第一光路返回并繼續沿由第二平凸透鏡和ICCD相機形成的第二光路傳輸的等離子體，以獲得第一激光等離子體圖像；

圖像處理單元，用于對所述第一激光等離子體圖像進行處理，以獲得第二激光等離體子圖像，并從第二激光等離子體圖像中提取激光等離子體的輪廓。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述圖像處理單元包括：

第一處理子單元，用于去除第一激光等離子體圖像上的背景噪聲，獲得第二激光等離子體圖像；

第二處理子單元，用于對所述第二激光等離子體圖像上各像素點的感光強度值進行高斯曲面擬合，獲得二維高斯曲面；

提取單元，通過對所述二維高斯曲面上所有Z軸坐標值為設定值的像素點進行標注以提取獲得激光等離子體的所有輪廓點。

3.一種提取激光等離子體輪廓的方法，包括如下步驟：

S100：拍攝獲取不同輻射強度或不同壽命階段的激光等離子體的第一激光等離子體圖像；

S200：去除第一激光等離子體圖像上的背景噪聲，獲得第二激光等離子體圖像；

S300：對第二激光等離子體圖像上各像素點的感光強度值進行高斯曲面擬合，獲得二維高斯曲面；

S400：對二維高斯曲面上所有Z軸坐標值為設定值的像素點進行標注，標注后的像素點即為激光等離子體的輪廓點，其中，所述設定值為所述二維高斯曲面的高度值峰值的倍。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，步驟S300包括以下步驟：

S301：利用二維正態分布函數描述第二激光等離子體圖像上各像素點的輻射強度值分布；

S302：計算二維正態分布函數的準則函數；

S303：計算準則函數的參數估計，即獲得二維高斯曲面。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述二維正態分布函數表示為：

其中，x，y為像素點位置坐標，f(x，y)為去噪激光等離子體圖像(x，y)像素點的感光強度值，G為二維正態分布的幅值，x₀，y₀為二維正態分布的位置參數，σ_x，σ_y為二維正態分布的尺度參數。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，所述準則函數表示為：

其中，(x，y)(x，y＝1，2,3，...，N)為像素點的坐標，f_xy為該點去噪感光強度值，G為正態分布的幅值，x₀，y₀為位置參數，σ_x，σ_y為二維正態分布的尺度參數。

7.根據權利要求4所述的方法，其中，所述準則函數的參數估計表示為：

其中，c₀為常系數，c₁為x系數，c₂為y系數，c₃為x²系數，c₄為y²系數。