應用影像處理技術於雷射光學反射圖樣補償分析之研究

Application of Image Processing Technologies to the Compensation of Laser Optical Reflection Patterns

許祐實(Yu-Shih Hsu)

指導教授 ： 許巍嚴

國立中正大學/管理學院/資訊管理學系/碩士(2015年)

摘要

鑑於現今高精密產業的快速發展，光機電系統具備高能源密度及高響應速度之特性，藉由光學元件與機電系統的整合，大幅提升系統性能。隨著微加工製程的興起與成熟，雷射加工技術取代逐漸傳統的機械式加工。製程加工的過程中，雷射自動聚焦系統是個重要的輔助應用。搭配運用刀緣法(Knife Edge Method )的自動聚焦模組裝置，常會利用所投射出的半圓影像來評估模組的離焦值及準確度，在光學儀器的操作上可能因為物質反射特性的差異或裝置對位誤差等影響，造成反射出的影像通常不會是標準的半圓影像，如何透過後續的處理來改善，變成一個值得研究的議題。
在本研究中，對於光學式自動對焦模組中的影像感測器所獲得的雷射影像，我們提出一套新的補償演算法來自動地補償這些缺陷與誤差，包含兩大部分，第一為影像處理的應用，使用了判別分析法(Threshold Discrimination Method)、中值濾波法(Medial Filter)、坎尼邊緣檢測(Canny Edge Detector)來各別去除雜訊與分離影像與背景，凸顯圖樣位置，避免因雜訊干擾的關係而影響光學圖樣的呈現，第二為自動補償法之演算運用，對於不同離焦距離的光學圖樣能準確地重構出完整半圓並估算出連心距離。
根據實驗結果與數據顯示，我們所提出的演算理論對於不同離焦影像所得到的連心距離與離焦距離間之曲線斜率，明顯優於傳統的評估方法，不但更為精確的模擬出該完整的半圓圖樣，並方便檢視操作過程中產生的誤差。

關鍵字

離焦距離 ； 刀緣法 ； 光學圖樣 ； 自動聚焦模組 ； 影像處理

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Semicircle ； Reflective pattern ； Laser auto-focusing ； Defocusing distance ； Image processing

參考文獻

optical-microscope imaging method for nanoscale dimensional

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