光纖-PLC芯片耦合場景三維圖像重構(gòu)研究.pdf

1、計算機三維圖像模型在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。光度立體法作為三維立體重構(gòu)最方便易行的一種方法，已經(jīng)不僅僅應(yīng)用于大型場景的構(gòu)建，正在涉足微納尺度領(lǐng)域的觀察。本課題涉及到的光纖和平面光波光路(PLC)芯片波導的尺寸都在微米量級。對于光子集成技術(shù)領(lǐng)域微納尺寸目標，通過三維立體重構(gòu)，不僅可以實現(xiàn)更直觀的觀測，還可以優(yōu)化光纖-芯片耦合對準問題，提供工程影像指導。本文在課題組構(gòu)建的單鏡頭多角度高倍率機器視覺系統(tǒng)實驗平臺上，來實現(xiàn)光纖-PLC芯片耦合

2、場景三維圖像的重構(gòu)。進而精確的指導光纖與PLC芯片的耦合對準，提高耦合效率。
　　首先，簡要介紹了光子集成技術(shù)和PLC芯片耦合觀察技術(shù)的最新進展。從三維立體重構(gòu)的現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合構(gòu)建的實驗平臺和實驗對象，分析了各種重構(gòu)方法的利弊，最終選擇光度立體法進行三維立體重構(gòu)。繼而回顧了光度立體法在三維立體重構(gòu)上的最新進展，分析了光度立體法在應(yīng)用中的優(yōu)勢以及局限性。
　　其次，光度立體法對用于三維重構(gòu)的原始圖像要求較高，從獲取高質(zhì)量的原始

3、實驗圖像角度出發(fā)，對光纖和芯片表面的光學條件分別進行了分析討論。由于受到各種條件限制以及隨機干擾，成像系統(tǒng)獲得的原始圖像通常無法直接用在視覺系統(tǒng)中。為了便于后續(xù)三維重構(gòu)時對有效信息的提取，必須事先對原始圖像采取噪聲過濾、灰度矯正等圖像預(yù)處理。
　　接著又對光度立體模型進行了改進。鑒于光子芯片波導部分和光纖的尺寸問題，在使用光度立體法時尤其需要注意光照條件的選取，注意光照強度的調(diào)節(jié)。本文在經(jīng)典光度立體算法基礎(chǔ)上對三維立體圖進行修正。