一种二维表面等离子体最佳激发角位置的高精度识别方法技术

该发明专利技术公开了一种二维表面等离子体(SPR)最佳激发角位置的高精度识别方法。所述方法包括：通过局部二值化和霍夫变换粗略定位出通光孔径圆的位置，并将与物镜后焦面共轭的图像传感器采集到的物镜后焦面图像裁剪为包含了通光孔径圆的W×W正方形矩阵图像；通过局部二值化提高通光孔径和通光孔径外部分的对比度并应用霍夫变换检测通光孔径的圆心及半径；统计通光孔径内沿半径方向的灰度值分布，估计SPR最佳激发角所在圆的粗略半径；在此基础上结合形态学方法确定SPR最佳激发角附近像素的灰度分布；最后，利用最小二乘方法计算出最佳激发角所在圆的圆心及半径，得到SPR最佳激发角精确位置。

【技术实现步骤摘要】
一种二维表面等离子体最佳激发角位置的高精度识别方法
本专利技术涉及纳米光学检测
，尤其涉及二维表面等离子体最佳激发角特征提取的方法。
技术介绍
表面等离子体(SurfacePlasmonResonance，SPR)是金属表面的自由电子流在外部电场如电子流或入射光场等的作用下进行规则的振荡运动而形成的一种表面电磁波，能够纳米薄膜或结构进行精确地定量表征，在生物医学、材料、化学等领域有广泛的应用。常用的SPR耦合方法有棱镜式和高数值孔径(NA)油浸显微物镜耦合两种，其中棱镜耦合SPR技术对应的SPR最佳激发角特征通常是一条黑色的光带，识别方式简单且已相对成熟。显微物镜耦合SPR技术是一种新型的高分辨率纳米检测技术，能够实现横向结构在亚纳米尺度的高分辨率检测，其对应的SPR最佳激发角特征是包含在系统通光孔径内的一个二维圆环(径向偏振入射)或圆弧(线性偏振入射)吸收带。针对这一类型的二维SPR最佳激发角图谱，目前通常采用人工识别或者进行一维粗略识别的方法。本专利技术提出了一种二维SPR最佳激发角位置高精度自动识别方法，能够对二维的通光孔径边界和SPR最佳激发角图谱位置分别进行精确的定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维表面等离子体(SPR)的最佳激发角位置高精度识别方法，包括以下步骤：步骤1：获得与物镜后焦面共轭的图像传感器采集到的物镜后焦面图像数据，转为双精度图像数据矩阵并进行归一化处理；步骤2：将归一化后的图像分成不同的子图像块，进行全局阈值与局部阈值相结合的二值化处理，以二值化后图像左上角为原点，x、y轴正方向分别为右、下方向建立坐标系；步骤3：采用霍夫变换对通光孔径边界进行粗定位，得到通光孔径圆心的位置(x0,y0)和半径R0，依据此粗定位结果，以圆心为中心，取裕量ΔR并以2(R0+ΔR)为边长W，将原始图像裁剪为W×W大小的正方形图像，建立以新的正方形图像矩阵左上角为原点的新坐标系；步骤4...

【技术特征摘要】
1.一种二维表面等离子体(SPR)的最佳激发角位置高精度识别方法，包括以下步骤：步骤1：获得与物镜后焦面共轭的图像传感器采集到的物镜后焦面图像数据，转为双精度图像数据矩阵并进行归一化处理；步骤2：将归一化后的图像分成不同的子图像块，进行全局阈值与局部阈值相结合的二值化处理，以二值化后图像左上角为原点，x、y轴正方向分别为右、下方向建立坐标系；步骤3：采用霍夫变换对通光孔径边界进行粗定位，得到通光孔径圆心的位置(x0,y0)和半径R0，依据此粗定位结果，以圆心为中心，取裕量ΔR并以2(R0+ΔR)为边长W，将原始图像裁剪为W×W大小的正方形图像，建立以新的正方形图像矩阵左上角为原点的新坐标系；步骤4：将步骤3中裁剪后的图像分为N个区域并单独设置阈值进行局部二值化处理，对二值化后的图像进行霍夫变换，得到通光孔径边界的精密位置；步骤5：将通光孔径边界所在的外圆与SPR最佳激发角所在的内圆视为同心，计算通光孔径内沿半径方向的灰度值分布，SPR最佳激发角位置附近灰度值有一个明显的凹陷，此凹陷处半径R2即为内圆半径的粗估计值；步骤6：通过对步骤3中裁剪的后图像进行二值化处理、腐蚀、去除连通性差的像素点、划定采样范围，完成SPR最佳激发角所在圆附...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蓓，王秋生，陈璐，张承乾，刘雨，闫鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11