STM-AFM相關(guān)軟件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā).pdf

1、該文介紹了相關(guān)掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡（STM/AFM）機(jī)型的整個軟件系統(tǒng)的設(shè)計思路及其實(shí)現(xiàn)方法，對其中的三大分支：硬件控制采集系統(tǒng)、圖像處理與3D重建系統(tǒng)、掃描隧道譜采集與識別系統(tǒng)分別進(jìn)行了論述。 作者結(jié)合自己在三個子系統(tǒng)開發(fā)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論研究成果，對每個系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致的分析和對比實(shí)驗(yàn)。對硬件控制和采集系統(tǒng)，針對原有控制程序，提出了一系列改進(jìn)和改良方案，主要包括定時控制的新方案、多線程實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性增強(qiáng)

2、方案、探針掃描路線新方案、底層兼容性的解決方法和界面交互等的原有控制程序的若干漏洞的修正。對圖像處理，介紹了本設(shè)計中使用的大量實(shí)用的圖像處理技術(shù)。從幾何變換、圖像增強(qiáng)、模板操作到傅立葉頻譜域的各種高低通濾波處理的實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)論述了相關(guān)處理對于隧道掃描圖像的針對性作用，并作了大量對比實(shí)驗(yàn)。在3D重建方面，介紹了本設(shè)計特有的關(guān)于OpenGL法線的優(yōu)化算法、特殊的光照處理、規(guī)則高度場的快速三角化、偽彩色處理、等高面塊的實(shí)現(xiàn)方法、圖像矢量化等相關(guān)

3、技術(shù)。對隧道譜處理，介紹了示波器圖像中曲線的識別、離散整數(shù)點(diǎn)的平滑、擬合和高階導(dǎo)數(shù)求取等處理的實(shí)現(xiàn)原理和方法。 該系統(tǒng)自2003年初開始研制以來，期間經(jīng)過多次大的修改和調(diào)整，并結(jié)合實(shí)際測試中的反饋意見進(jìn)行了大量細(xì)致的改進(jìn)，目前該系統(tǒng)已經(jīng)作為標(biāo)配系統(tǒng)提供給實(shí)際工作環(huán)境，其中，掃描程序較之原有控制程序，提供更廣泛的平臺支持和運(yùn)行穩(wěn)定性，以及更多實(shí)時控制功能。圖像處理和3D重建程序也已經(jīng)能夠完全替代原來使用的第三方商業(yè)軟件（Photo