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利用标记分水岭法实现夏克-哈特曼波前传感器质心探测
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.14[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]长春理工大学理学院,吉林长春130022, [2]长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022, [3]长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022
  • 相关基金:吉林省科技发展计划重大项目(No.20106012)
中文摘要:

由于光斑质心探测精度直接影响夏克-哈特曼波前传感器的波前探测精度,本文提出基于标记分水岭法来确定阵列光斑质心探测窗口.首先,对采集到的夏克-哈特曼阵列光斑图像进行平滑并求出其梯度图像;然后,利用大津(OT-SU)阈值法在求出的梯度图像上进行目标标记,最后在标记过的梯度图像上进行分水岭分割,确定出每个光斑的探测窗口.由于该方法确定的质心探测窗口是对光斑实际大小进行匹配,故有效地抑制了噪声对质心探测的影响.实验结果表明:利用该方法确定光斑探测窗口所计算的质心精确度和稳定性均比传统的在子透镜窗口中计算光斑质心的方法要高.统计多幅图像计算得到的窗口质心标准差的平均值为0.010 9,比传统法计算出的平均值0.073 4提高了6倍,满足哈特曼波前传感器对光斑质心计算稳定性和精确度的要求.

英文摘要:

As the accuracy of wave-front detection of Shack-Hartmann sensors is mainly dependent on the accuracy of centroid detection of a focal spot, this paper proposes a dynamic determination method of array spot centroid detection window based on marked watershed segmentation. This method smoothes the spot image captured by a Shack-Hartmann wave-front sensor based on the marked watershed segmentation and obtains its gradient image, firstly. Then the OTSU method is used to mark the target on the gradienl image. Finally, the marked gradient image is segmented by the marked wa tershed method and the detection window of every spot is determined. Because the detecting window can be matched with the actual size of spot, the affection of the noise on centroid detection is effectively suppressed. The experimental results demonstrate that the precision and stability of centroid detection by this method are higher than that of traditional method. The mean values of standard deviation in every detecting window of statistic multiple images are calculated, which is 0. 010 9 , 6 times that of the traditional method (0. 073 4) sensors for precision and stability of It can satisfy the requirement of Shaek-Hartmann wave-front centroid calculation.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699