基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法技术

本发明专利技术涉及一种基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，属于精密测量信号处理技术领域。本发明专利技术提出了一种结合复合小波分解与相关性分析的干涉信号校正算法，采用Db6小波和Morlet小波对干涉信号进行复合分解处理，有效地提取出信号中包含高度信息的部分，减少杂波信号的干扰，然后对处理后的信号与仿真的理想干涉信号进行相关分析，对小波分解信号进行校正，提高零光程差(ZOPD)位置的提取精度。该方法在不需要测样品先验信息的情况下，能有效抑制蝙蝠翼效应，大大提高了白光干涉法对高度差小于相干长度的结构的测量精度。结构的测量精度。结构的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法


[0001]本专利技术涉及一种基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，属于精密测量信号处理


技术介绍

[0002]干涉显微术是工业和科学应用领域中广泛应用的精密测量技术，具有无损、非接触、全光场宽范围测量等优点。白光扫描干涉法(WLSI)采用宽谱、短相干长度的光源，提供了无2π模糊的窄局域干涉图，十分合适于测量有着一定高度差微结构的样品。但同时宽谱光源也存在着一些问题，白光色散会导致测量误差，会出现严重的伪高度跃变，当测量存在不连续台阶边缘结构面时，如果高度差小于光源相干长度，照射在结构上下表面的反射光会发生干涉，从而导致蝙蝠翼效应，使测量结果失真。而在WLSI测量过程中，这些由于干涉信号的相干性和相位信息的不一致问题经常发生，严重地影响着测量精度，因此，对该问题的解决十分有意义。

技术实现思路

[0003]针对现在技术的不足，本专利技术提供一种基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，能够较好地校正白光干涉法中的蝙蝠翼效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先根据白光干涉分布理论公式计算出理想白光干涉光强信号分布，于此同时，从实际测量得到的白光干涉图组中提取出各像素点处的白光干涉信号；(2)从测量得到的干涉图组中选取一张对比度高的干涉图，通过Canny算法以像素为单位识别并提取其边缘区域，记为Zone 1，剩下非提取边缘区域记为Zone 2；(3)对Zone 1区域的干涉信号先进行Db6小波处理，提取其第一层细节信号分量再进行Morlet小波处理，对Zone 2区域的干涉信号直接进行Morlet小波处理，实现干涉信号粗略校正；(4)将步骤(3)处理后得到的信号收集起来，与步骤(1)的理想白光干涉光强信号，进行相关性分析，进行干涉信号精细校正，实现干涉信号的完全校正；(5)获得完全校正处理后白光干涉信号后，使用重心法提取某一像素点处信号的零光程差位置，即可算出待测样品该点处的高度值；(6)提取出样品所有像素点的高度信息，恢复样品的三维形貌。2.根据权利要求1所述的基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，其特征在于，步骤(1)中，使用白光干涉法测量物体表面形貌，某一位置的光强会随测量臂的移动发生变化，其对应的白光干涉信号光强分布I
r
采用如下公式表示：对于某一确定位置，仿真信号I
r
公式如下，其中，x，y是待测平面上的位置坐标，z是白光干涉测量系统纵向扫描采样步数，h(x，y)表示待测样品上某一像素处的高度值，I0是背景光强，z0是参考臂位置，λ
c
是光源的中心波长，φ(x，y)是初始相位，l
c
是光源的相干长度，是光源带宽，一个光源只对应一个理想的干涉信号。3.根据权利要求1所述的基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，其特征在于，步骤(2)中，对选取干涉图组使用基于MATLAB软件的Canny算法提取图片中的边缘区域，并设计一个可设置变量E
z
，该变量以像素作为单位，用于调整边缘区域的宽度。4.根据权利要求2所述的基于复合小波分解算法的白光干涉法测量中的蝙蝠翼效应校正方法，其特征在于，步骤(3)包括：(a)对白光干涉信号进行小波变换处理，不同母小波在时域和频域变换移动后，小波序列如下所示：其中，a是与频域相关的尺度因子，b是平移因子，用于实现小波在采样域上...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠明，辛磊，刘兆军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：