【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及手表表面處理檢測，尤其涉及一種基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、手表等離子納米膜是一種新型的功能性納米結(jié)構(gòu)涂層，其通常由貴金屬（如金、銀等）納米顆粒在特定工藝條件下沉積在手表表面形成。這種納米膜結(jié)構(gòu)不僅能賦予手表表面獨(dú)特的光學(xué)特性，還能提供優(yōu)異的防水、防劃傷等保護(hù)功能。在納米尺度下，等離子納米膜中的金屬顆粒會產(chǎn)生表面等離子體共振效應(yīng)，這種效應(yīng)使得納米膜對入射光產(chǎn)生特殊的選擇性吸收和反射，從而形成獨(dú)特的光學(xué)響應(yīng)特性，這也是手表等離子納米膜在功能性和裝飾性方面的重要基礎(chǔ)。
2、在手表生產(chǎn)過程中，等離子納米膜的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能和外觀，因此需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測。當(dāng)前的檢測設(shè)備通常包括光源系統(tǒng)、圖像采集裝置、樣品固定平臺和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，檢測方法是通過固定光源照射手表表面，再由相機(jī)采集納米膜的反射圖像進(jìn)行分析。然而，這種傳統(tǒng)檢測方法在實際應(yīng)用中遇到了嚴(yán)重的技術(shù)瓶頸。具體表現(xiàn)為：當(dāng)光源照射到手表表面時，由于手表表面具有復(fù)雜的三維曲率（包括球面、柱面或者不規(guī)則曲面），入射光在不同區(qū)域會產(chǎn)生不同程度的反射和散射。同時，等離子納米膜的表面等離子體共振效應(yīng)會在曲面邊緣區(qū)域產(chǎn)生與觀察角度相關(guān)的非線性光干涉現(xiàn)象。這種干涉現(xiàn)象與普通金屬表面的簡單反射完全不同，它包含了復(fù)雜的光學(xué)響應(yīng)信息。例如，在觀察手表表圈與表鏡連接處的納米膜時，即使納米膜質(zhì)量完全一致，由于曲率變化導(dǎo)致的光學(xué)響應(yīng)差異也會使測量結(jié)果產(chǎn)生顯著偏差。傳統(tǒng)的圖像處理方法無法準(zhǔn)確區(qū)分這些差異究竟是由表面曲率導(dǎo)致的幾何畸變，還是由納
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于解決現(xiàn)有手表等離子納米膜檢測技術(shù)中，無法準(zhǔn)確區(qū)分曲面導(dǎo)致的幾何畸變與納米膜本征性能差異的技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)第一方面提供了一種基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，所述基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法包括：
3、在預(yù)設(shè)的入射角度范圍內(nèi)采集手表等離子納米膜光漂白前后的雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)，所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)包括光漂白前的s偏振和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及光漂白后的s偏振和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)；
4、對所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制，在預(yù)設(shè)的相位范圍內(nèi)記錄相位-強(qiáng)度響應(yīng)曲線，經(jīng)傅里葉變換處理得到表征局部等離子體共振特性的振幅-相位特征數(shù)據(jù)；
5、基于所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)和所述振幅-相位特征數(shù)據(jù)，提取光漂白區(qū)域的動態(tài)恢復(fù)特征，根據(jù)所述動態(tài)恢復(fù)特征的空間分布規(guī)律生成區(qū)域分割特征圖譜；
6、根據(jù)所述區(qū)域分割特征圖譜，選取各區(qū)域內(nèi)的光漂白深度最大點(diǎn)作為參考基準(zhǔn)，將區(qū)域內(nèi)其他點(diǎn)的光學(xué)響應(yīng)與所述參考基準(zhǔn)進(jìn)行差分處理，得到消除幾何曲率影響的純材料效應(yīng)分布數(shù)據(jù)；
7、對所述純材料效應(yīng)分布數(shù)據(jù)中的特征參數(shù)進(jìn)行降維處理，提取表征等離子體共振特性的主要特征分量，獲得性能評估數(shù)據(jù)；
8、根據(jù)所述性能評估數(shù)據(jù)建立區(qū)域性能參數(shù)的空間分布關(guān)系，生成表征納米膜本征性能的定量檢測結(jié)果。
9、可選的，所述在預(yù)設(shè)的入射角度范圍內(nèi)采集手表等離子納米膜光漂白前后的雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)，包括：
10、在樣品表面形成間距為預(yù)設(shè)值的光漂白區(qū)域陣列，所述光漂白區(qū)域陣列包括多個獨(dú)立的光漂白斑點(diǎn)；
11、對所述光漂白區(qū)域陣列進(jìn)行0-75度角度掃描，每隔5度采集一組偏振態(tài)光強(qiáng)數(shù)據(jù)，獲得光漂白前的原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)；
12、對所述光漂白區(qū)域陣列進(jìn)行光漂白激發(fā)，按照與所述0-75度角度掃描相同的角度步進(jìn)方式進(jìn)行掃描，采集所述光漂白區(qū)域陣列的偏振態(tài)光強(qiáng)數(shù)據(jù)，獲得光漂白后的激發(fā)態(tài)光強(qiáng)數(shù)據(jù)；
13、根據(jù)所述原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述激發(fā)態(tài)光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振態(tài)分離，得到光漂白前的s偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)；
14、根據(jù)所述激發(fā)態(tài)光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏振態(tài)分離，得到光漂白后的s偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)；
15、將所述光漂白前的s偏振和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及光漂白后的s偏振和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)組合成雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)。
16、可選的，所述對所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制，在預(yù)設(shè)的相位范圍內(nèi)記錄相位-強(qiáng)度響應(yīng)曲線，經(jīng)傅里葉變換處理得到表征局部等離子體共振特性的振幅-相位特征數(shù)據(jù)，包括：
17、對所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)按照0.1π的步長在0-2π范圍內(nèi)進(jìn)行相位掃描，得到光漂白前后的相位掃描序列；
18、根據(jù)所述相位掃描序列中每個相位點(diǎn)的s偏振和p偏振強(qiáng)度數(shù)據(jù)，計算局部偏振態(tài)橢圓參數(shù)，獲得相位-強(qiáng)度調(diào)制數(shù)據(jù)；
19、對所述相位-強(qiáng)度調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，提取一階和二階傅里葉分量，得到初始振幅-相位特征量；
20、根據(jù)所述初始振幅-相位特征量計算局部等離子體共振強(qiáng)度系數(shù)和相位延遲系數(shù)，獲得共振特性參數(shù)；
21、對所述共振特性參數(shù)進(jìn)行歸一化處理，生成標(biāo)準(zhǔn)化的振幅-相位特征數(shù)據(jù)；
22、將所述標(biāo)準(zhǔn)化的振幅-相位特征數(shù)據(jù)與對應(yīng)位置的相位-強(qiáng)度調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，得到表征局部等離子體共振特性的振幅-相位特征數(shù)據(jù)。
23、可選的，所述基于所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)和所述振幅-相位特征數(shù)據(jù)，提取光漂白區(qū)域的動態(tài)恢復(fù)特征，根據(jù)所述動態(tài)恢復(fù)特征的空間分布規(guī)律生成區(qū)域分割特征圖譜，包括：
24、對所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)時間間隔進(jìn)行連續(xù)采樣，獲得光漂白區(qū)域的時序強(qiáng)度變化數(shù)據(jù)；
25、根據(jù)所述時序強(qiáng)度變化數(shù)據(jù)提取每個采樣點(diǎn)的恢復(fù)時間常數(shù)和恢復(fù)幅度參數(shù)，得到初始動態(tài)特征數(shù)據(jù)；
26、根據(jù)所述振幅-相位特征數(shù)據(jù)與所述初始動態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行互相關(guān)分析，獲得表征材料響應(yīng)特性的綜合動態(tài)參數(shù)；
27、對所述綜合動態(tài)參數(shù)進(jìn)行空間梯度分析，得到局部區(qū)域的動態(tài)特征差異分布圖；
28、根據(jù)所述動態(tài)特征差異分布圖的空間連續(xù)性，對相鄰區(qū)域進(jìn)行動態(tài)聚類，得到區(qū)域邊界特征點(diǎn)集；
29、將所述區(qū)域邊界特征點(diǎn)集進(jìn)行閉合曲線擬合，生成區(qū)域分割特征圖譜。
30、可選的，所述根據(jù)所述區(qū)域分割特征圖譜，選取各區(qū)域內(nèi)的光漂白深度最大點(diǎn)作為參考基準(zhǔn)，將區(qū)域內(nèi)其他點(diǎn)的光學(xué)響應(yīng)與所述參考基準(zhǔn)進(jìn)行差分處理，得到消除幾何曲率影響的純材料效應(yīng)分布數(shù)據(jù)，包括：
31、對所述區(qū)域分割特征圖譜中的每個區(qū)域進(jìn)行光強(qiáng)梯度計算，獲得區(qū)域內(nèi)的光漂白深度分布數(shù)據(jù)；
32、根據(jù)所述光漂白深度分布數(shù)據(jù)對每個區(qū)域進(jìn)行極值點(diǎn)檢測，篩選光漂白深度最大的候選點(diǎn)集；
33、對所述候選點(diǎn)集中的每個點(diǎn)進(jìn)行局部曲率計算，得到候選點(diǎn)的曲率特征數(shù)據(jù)；
34、根據(jù)所述曲率特征數(shù)據(jù)對所述候選點(diǎn)集進(jìn)行優(yōu)選，確定各區(qū)域內(nèi)的最終參考基準(zhǔn)點(diǎn)；
35、將所述區(qū)域內(nèi)其他點(diǎn)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)與所述參考基準(zhǔn)點(diǎn)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比值運(yùn)算，得到歸一化光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)；
36、對所述歸一化光強(qiáng)分布數(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述在預(yù)設(shè)的入射角度范圍內(nèi)采集手表等離子納米膜光漂白前后的雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述對所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制，在預(yù)設(shè)的相位范圍內(nèi)記錄相位-強(qiáng)度響應(yīng)曲線，經(jīng)傅里葉變換處理得到表征局部等離子體共振特性的振幅-相位特征數(shù)據(jù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述基于所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)和所述振幅-相位特征數(shù)據(jù)，提取光漂白區(qū)域的動態(tài)恢復(fù)特征，根據(jù)所述動態(tài)恢復(fù)特征的空間分布規(guī)律生成區(qū)域分割特征圖譜，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述區(qū)域分割特征圖譜，選取各區(qū)域內(nèi)的光漂白深度最大點(diǎn)作為參考基準(zhǔn)，將區(qū)域內(nèi)其他點(diǎn)的光學(xué)響應(yīng)與所述參考基準(zhǔn)進(jìn)行差分處理，得到消除幾何曲率影響的純材料效應(yīng)分布數(shù)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述對所述純材料效應(yīng)分布數(shù)據(jù)中的特征參數(shù)進(jìn)行降維處理，提取表征等離子體共振特性的主要特征分量，獲得性能評估數(shù)據(jù)，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述對所述正交特征向量組的每個分量進(jìn)行奇異值分解，得到特征權(quán)重分布數(shù)據(jù)，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述性能評估數(shù)據(jù)建立區(qū)域性能參數(shù)的空間分布關(guān)系，生成表征納米膜本征性能的定量檢測結(jié)果，包括：
9.一種基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測裝置，其特征在于，所述基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測裝置運(yùn)用于如權(quán)利要求1至8任一項所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，所述基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測裝置包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述在預(yù)設(shè)的入射角度范圍內(nèi)采集手表等離子納米膜光漂白前后的雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述對所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制，在預(yù)設(shè)的相位范圍內(nèi)記錄相位-強(qiáng)度響應(yīng)曲線，經(jīng)傅里葉變換處理得到表征局部等離子體共振特性的振幅-相位特征數(shù)據(jù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述基于所述雙偏振態(tài)光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)和所述振幅-相位特征數(shù)據(jù)，提取光漂白區(qū)域的動態(tài)恢復(fù)特征，根據(jù)所述動態(tài)恢復(fù)特征的空間分布規(guī)律生成區(qū)域分割特征圖譜，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的手表等離子納米膜的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述區(qū)域分割特征圖譜，選取各區(qū)域內(nèi)的光漂白深度最大點(diǎn)作為參考基準(zhǔn)，將區(qū)域內(nèi)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李永忠，
申請(專利權(quán))人：深圳西普尼精密科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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