[發明專利]一種基于光場信息融合的超薄多層圖形微納結構三維重構方法

在審

• 申請號: 202310344545.3
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116625275A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 謝仲業;李楠;丁文霞;武淼;周亞飛
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G01B11/06
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 鄭永泉

1.一種基于光場信息融合的超薄多層圖形微納結構三維重構方法，其特征是：所述方法包括以下步驟：

步驟S1：本發明采用窄帶寬R、G、B光源作為測量系統的照明光源，測量之前，根據光源光譜分布和干涉原理，建立反射顏色信息與結構層厚度信息理論關系；

步驟S2：采用壓電陶瓷微位移臺帶動待測結構進行軸向掃描,每掃描一步,采用DMD依次投影四幅具有π/2相位差的正弦光柵圖形至待測結構表面,最終由彩色相機采集并保存至計算機；

步驟S3：每完成一次掃描，分別利用四步相移算法解析出每個掃描位置所對應的調制度信息分布，軸向掃描N次，使待測結構經歷成像模糊-清晰-模糊過程，從而獲得調制度隨掃描位置變化得調制度曲線；

步驟S4：提取調制度曲線峰值所在位置圖像的R、G、B顏色信息，并根據建立的顏色-厚度測量模型，解析得到結構層初始厚度信息；

步驟S5：根據解析得到的顏色信息和調制度信息建立融合迭代測量模型，實現多層微納結構的高精度三維重構。

2.根據權利要求1所述的基于光場信息融合的超薄多層圖形微納結構三維重構方法，其特征是：由結構光照明調制度解析測量原理可知，結構光圖像的調制度信息包含了結構層厚度和形貌信息；本發明在調制度分析方法基礎上，引入由不同波長的光在不同厚度層表面反射、干涉引起的反射光譜的變化，即成像上的色彩變化，進而根據調制度信息和顏色信息建立融合迭代測量模型，從而實現高精度超薄多層結構測量。

3.根據權利要求1所述的基于光場信息融合的超薄多層圖形微納結構三維重構方法，其特征是：從顏色空間角度引入厚度初始值，加快迭代擬合速度，提高測量效率。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的基于光場信息融合的超薄多層圖形微納結構三維重構方法，其特征是：本發明融合了薄層結構成像色彩信息對厚度變化的信息，一方面，增加了測量信息的冗余度，改變了孤立調制度信息分析方式，降低了調制度曲線形狀差異對測量精度的影響，提高了抗噪能力和測量精度；另一方面，由于增加了顏色-厚度信息，可更為精確的提供調制度擬合初始厚度信息，大幅提高測量效率和厚度測量分辨率；本方法與基于單一調制度的優化擬合測量方法相比，具有極高的測量精度、測量效率和抗噪能力。