【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理和线性回归的原子力显微镜光路自动调整方法
本专利技术涉及信息科学与控制科学领域，具体是一种基于图像处理和线性回归的原子力显微镜光路自动调整方法。
技术介绍
原子力显微镜(AtomicForceMicroscope，以下简称AFM)由于其不受样品导电性的限制，自1986年问世以来已成为探索纳米尺度物质中应用最广泛的仪器之一。其应用领域涵盖了物理学、化学、医学、生物学、微电子学、材料、微机械级微纳米技术等。AFM是依靠原子、分子之间相互作用力对微纳尺度物体进行成像的仪器，主要由微米尺度的微悬臂其下方带有曲率半径为纳米量级的探针、四象限探测器、激光器及压电陶瓷扫描器组成。其工作原理如下：激光光斑照射到探针上方的微悬臂，经微悬臂反射到四象限探测器中心位置。当探针与被测样品接触时，会产生一个微小的作用力，使微悬臂产生偏移导致反射到四象限探测器的光斑偏离中心，控制压电陶瓷扫描器使反射到四象限的光斑保持在中心位置，并通过一定的成像方法即可计算得出样品的表面形貌。目前，AFM激光反射光路主要依靠手动调节，具体实施方法为：首先调整激光器或探针模组使激光光斑照射在微悬...
【技术保护点】
1.一种基于图像处理和线性回归的原子力显微镜光路自动调整方法，其特征在于，首先在原子力显微镜的探针架上装设可通过计算机控制进行二维方向上移动的电机，然后利用电机进行光路的自动调整，所述自动调整包括标定阶段和实施阶段；其中标定阶段包括以下步骤：A1、手动装配包括调节激光光路、调整带有CCD的显微镜的放大倍率，保证激光光斑和微悬臂在CCD视场内可见且在成像过程中能够观察到被测样品。A2、识别微悬臂A2‑1、将CCD图像进行灰度变换，对应公式为：I(x,y)＝0.3×IR(x,y)+0.59×IG(x,y)+0.11×IB(x,y)其中IR(x,y),IG(x,y),IB(x,y...
【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理和线性回归的原子力显微镜光路自动调整方法，其特征在于，首先在原子力显微镜的探针架上装设可通过计算机控制进行二维方向上移动的电机，然后利用电机进行光路的自动调整，所述自动调整包括标定阶段和实施阶段；其中标定阶段包括以下步骤：A1、手动装配包括调节激光光路、调整带有CCD的显微镜的放大倍率，保证激光光斑和微悬臂在CCD视场内可见且在成像过程中能够观察到被测样品。A2、识别微悬臂A2-1、将CCD图像进行灰度变换，对应公式为：I(x,y)＝0.3×IR(x,y)+0.59×IG(x,y)+0.11×IB(x,y)其中IR(x,y),IG(x,y),IB(x,y)分别为彩色图像的红绿蓝分量，I(x,y)为变换后的灰度值，I(x,y)代表图像横纵坐标；A2-2、对灰度直方图进行增强，原图像直方图k级灰度值Ik(x,y)经增强后为：其中ni为灰度值为i的像素个数，n为图像总像素值个数；A2-3、对图像数值取反对应公式：G(x,y)＝255-I(x,y)；A2-4、利用自适应阈值算法将图像中的微悬臂进行分割，自适应阈值公式为：σ2＝ω0(μ0-μ)2+ω1(μ1-μ)2其中：ω0代表目标像素所占的比例，μ0为目标像素的灰度均值，ω1为背景像素所占的比例，μ1背景像素的灰度均值，μ为整个图像的灰度均值，σ2为类间方差；图像共有N个灰度级，在[0,N-1]内依次选取T阈值，使类间方差最大的值为最佳阈值；A2-5、利用连通域算法对分割后的图像做标记，根据轮廓坐标标记大小为100×100像素探针上方微悬臂区域。A3、采用线性回...
【专利技术属性】
技术研发人员：程利群，王作斌，宋正勋，翁占坤，许红梅，曲英敏，孙佰顺，杨焕洲，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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