[发明专利]基于显微光学的微纳米级纤维高精度测量系统

权利要求书

1.一种基于显微光学的微纳米级纤维高精度测量方法，其特征在于，包括下列步骤：第一步骤：纤维显微光学图像采集步骤，其特征在于，基于显微光学成像技术，选用适当的光源和适配合适的光学器件，以获得清晰、高质量的纤维光学图像，提高测量精度；具体包括下列步骤：

步骤一：采用结构稳定、低能耗的LED，将若干个均匀分布LED构成的环型LED组作为系统的光源，每个LED以一定角度照射到载物台的样品；

步骤二：适配合适的光学滤光器，光源照射在纤维样品上，发射光经过滤光器滤除杂散光后，作为显微光学放大系统的光信号输入；

步骤三：将步骤二的输出信号输入到显微光学放大系统中，将对样品进行光学放大；第二步骤：光电转换步骤，采用内置高分辨率CCD的光电转换器将第一步骤输出的放大后光学信号转换为电信号，通过模数转换器件将电信号转化为数字信号后，将纤维数字图像信号传输至计算机；

第三步骤：计算机图像测量步骤，应用计算机图像处理技术，将第二步骤输出的纤维数字图像信号进行图像预处理，利用特定的算法计算纤维的直径；具体包括下列步骤：

步骤一：显微数字图像预处理，将原图像转换为灰度图像，并将图像反色、然后选择适合的图像滤波模板对灰度图像进行滤波，去除图像中的噪声点、对图像进行二值化，并对纤维图像进行填充处理，将纤维中的亮点填充、最后对图像进行边缘检测得到纤维的精确边缘；

步骤二：纤维直径测量，采用水平集方法提取纤维的中心线，并用链码技术跟踪纤维中心线，在中心线中确定计算起始点并每隔一定步长确定下一个计算点、依次提取计算点处中心线的垂线，计算该点处纤维的直径并储存、计算结束后统计该纤维的平均直径。