[发明专利]基于显微光学的微纳米级纤维高精度测量系统

摘要

本发明所述的是一种新型的基于显微光学的微纳米级纤维高精度测量系统，它是由显微光学放大系统、光电转换装置以及计算辅助测量系统组成。其特点是采用环形LED作为系统光源照射在待测样品上，反射光通过系统适配的滤光器后，经过显微光学放大系统将纤维图像放大，形成高质量的显微图像；经过CCD将光信号转换为电信号，并通过模数转换器将数字信号传输至计算机主机中；应用配套的图像测量系统对采集得到的纤维数字图像进行图像预处理及图像测量；最后显示测量得到的纤维形态参数。本发明所述系统能够采集高质量显微图像，具有测量精度高、可靠性好、成本低、检测范围广等特点。

主权项

1、一种基于显微光学的微纳米级纤维高精度测量系统，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，将若干个均匀分布的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上的样品；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，采用高分辨率CCD将第一步骤输出的光学信号转换为电信号，并通过模数转换器件将电信号转化为数字信号，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。