中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

光学元件参数的精密测量是保证光学仪器质量的重要手段，也是进行科学研究的重要工具，提高测量精度一直都是测量系统追求的目标。随着光学仪器制造水平的提高和应用范围的扩大，对光学元件参数的精确度和测量效率等提出了更高的要求。因此，探索自动化的多参数集成测量方法具有十分重要的现实意义。图像测量技术是CCD探测器普及使用后发展起来的高精度测量技术，测量系统以光学为基础，融合光电子学、计算机技术、图像处理算法等现代科学技术为一体，可实现对被测物体的高精度快速测量。
 

本文在研究图像测量方法的基础上，利用实验室现有的分立元件搭建了一套光学参数自动测量系统，并基于C++\MFC语言开发设计了测量系统的软件界面。该测量系统具备两种测量方式，可以实现对光学参数的半自动和全自动测量，在测量时通过对实验中CCD所采集图像的分析处理结果对光学元件进行二次定位以实现光学参数的高精度自动测量。在软件界面中可以实现对图像的采集、显示、分析处理、结果显示、转台和导轨的定位以及光学参数的全自动/半自动测量。

利用本文测量系统测量光学参数时，图像处理算法的选取将直接影响到测量系统精度的高低，不同的方法适用于不同的场合，并具备不同的性能。因此，本文作者在对图像滤波、阈值分割、边缘检测、图像数据处理算法研究的基础上,将算法实现为软件并对其进行了优化，利用数值方法对不同算法在不同的噪声背景下的计算误差进行了比较研究，并进行了实验验证。模拟分析及试验研究表明形态学闭开滤波器、最大类间方差法、Canny算子、重心法及归一化互相关法有比较好的处理效果。本文将相关的算法运用到光学参数自动测试系统，并利用该系统实现了对光栅线密度的自动测量，实验分析结果表明该系统能够对光学参数进行有效的测量。该系统采用数据驱动方法实现，不需要重新修改程序就可用于多种不同类型光学参数的自动测量。