[发明专利]一种二维表面等离子体最佳激发角位置的高精度识别方法

权利要求书

1.一种二维表面等离子体(SPR)的最佳激发角位置高精度识别方法，包括以下步骤：

步骤1：获得与物镜后焦面共轭的图像传感器采集到的物镜后焦面图像数据，转为双精度图像数据矩阵并进行归一化处理；

步骤2：将归一化后的图像分成不同的子图像块，进行全局阈值与局部阈值相结合的二值化处理，以二值化后图像左上角为原点，x、y轴正方向分别为右、下方向建立坐标系；

步骤3：采用霍夫变换对通光孔径边界进行粗定位，得到通光孔径圆心的位置(x₀,y₀)和半径R₀，依据此粗定位结果，以圆心为中心，取裕量ΔR并以2(R₀+ΔR)为边长W，将原始图像裁剪为W×W大小的正方形图像，建立以新的正方形图像矩阵左上角为原点的新坐标系；

步骤4：将步骤3中裁剪后的图像分为N个区域并单独设置阈值进行局部二值化处理，对二值化后的图像进行霍夫变换，得到通光孔径边界的精密位置；

步骤5：将通光孔径边界所在的外圆与SPR最佳激发角所在的内圆视为同心，计算通光孔径内沿半径方向的灰度值分布，SPR最佳激发角位置附近灰度值有一个明显的凹陷，此凹陷处半径R₂即为内圆半径的粗估计值；

步骤6：通过对步骤3中裁剪的后图像进行二值化处理、腐蚀、去除连通性差的像素点、划定采样范围，完成SPR最佳激发角所在圆附近像素的坐标及灰度值提取；

步骤7：根据步骤6得到的SPR最佳激发角所在圆附近像素的坐标及灰度值，利用最小二乘方法，求解获得SPR最佳激发角所在圆的圆心和半径。

2.如权利要求1所述的一种二维SPR最佳激发角位置高精度识别方法，其特征在于所述步骤6中提取SPR最佳激发角所在圆附近像素坐标及灰度值具体方法是：

步骤6.1：对步骤3中裁剪后的图像数据，选择新的分块大小进行局部二值化处理；

步骤6.2：将二值化后的图像反色，根据步骤4中确定的通光孔径边界，将反色后图像边界之外的部分灰度值全部置零；

步骤6.3：设计形态结构元素，选取半径为R的圆盘形结构对步骤6.2的图像数据进行形态学腐蚀，删除连通区域边界附近的孤立像素点；

步骤6.4：选取阈值P，并移除连通性小于P的像素点；

步骤6.5：基于步骤5中得到的SPR最佳激发角所在的内圆半径粗估计结果R₂，取裕量ΔR₁，保留步骤6.4结果中半径在R₂±ΔR₁范围内的图像，其余部分灰度值全部置零，完成SPR最佳激发角所在圆附近像素坐标及灰度值的提取。

3.如权利要求2所述的一种二维SPR最佳激发角位置高精度识别方法，其特征在于所述步骤6.3和步骤6.4中选取的R和P可以根据图像背景噪音的分布以及图像处理的效率进行调节。