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基于光晕的微通道板黑点检测方法

丁姝晨 钱芸生 林焱剑 赵慧民

丁姝晨, 钱芸生, 林焱剑, 赵慧民. 基于光晕的微通道板黑点检测方法[J]. 应用光学, 2022, 43(6): 1145-1152. doi: 10.5768/JAO202243.0604014
引用本文: 丁姝晨, 钱芸生, 林焱剑, 赵慧民. 基于光晕的微通道板黑点检测方法[J]. 应用光学, 2022, 43(6): 1145-1152. doi: 10.5768/JAO202243.0604014
DING Shuchen, QIAN Yunsheng, LIN Yanjian, ZHAO Huimin. Halo-based black point detection method of microchannel plate[J]. Journal of Applied Optics, 2022, 43(6): 1145-1152. doi: 10.5768/JAO202243.0604014
Citation: DING Shuchen, QIAN Yunsheng, LIN Yanjian, ZHAO Huimin. Halo-based black point detection method of microchannel plate[J]. Journal of Applied Optics, 2022, 43(6): 1145-1152. doi: 10.5768/JAO202243.0604014

基于光晕的微通道板黑点检测方法

doi: 10.5768/JAO202243.0604014
基金项目: 装备预研兵器工业应用创新项目(627011103)
详细信息
    作者简介:

    丁姝晨(1998—),女,硕士研究生,主要从事光电检测研究。E-mail:dingshuchen1206@163.com

    通讯作者:

    钱芸生(1968—),男,博士,教授,主要从事光电成像器件、系统与相关检测技术研究。E-mail:yshqian2015@163.com

  • 中图分类号: TN223

Halo-based black point detection method of microchannel plate

  • 摘要: 根据微通道板黑点检测原理与黑点光晕特征设计了一种检测方法,该方法利用圆提取技术实现荧光屏图像的半径和圆心提取,通过高斯拉普拉斯算子实现目标黑点粗检测。基于黑点在不同电压下外围呈现光晕的特征,利用对比度受限的直方图均衡化并结合阈值分割的光晕检测法实现黑点光晕的提取。测试结果表明,该方法可以将荧光屏划痕、灰尘与微通道板黑点有效区分,从而实现黑点的自动提取。
  • 图  1  荧光屏划痕、灰尘图以及MCP黑点图

    Fig.  1  Diagram of fluorescent screen scratches, dust and black spots of microchannel plate

    图  2  Sobel圆提取结果图

    Fig.  2  Diagram of circle extraction results by Sobel

    图  3  LoG的图像表示和三维图

    Fig.  3  Grey diagram and 3D diagram of LoG operator

    图  4  LoG算子检测结果图

    Fig.  4  Diagram of detection results for LoG operator

    图  5  圆环分割结果图

    Fig.  5  Diagram of ring segmentation results

    图  6  光晕检测结果图

    Fig.  6  Diagram of halo detection results

    图  7  非黑点光晕检测结果图

    Fig.  7  Diagram of non-black spot halo detection results

    图  8  MCP黑点检测系统结构原理图

    Fig.  8  Schematic of MCP black spot detection system

    图  9  真空腔实物图

    Fig.  9  Physical drawing of vacuum cavity

    图  10  黑点检测结果图

    Fig.  10  Diagram of black-spot detection results

    图  11  不同电压下黑点光晕提取图

    Fig.  11  Extraction diagram of black-spot halo under different voltages

    图  12  最小外接圆结果图

    Fig.  12  Results diagram of minimum circumscribed circle

    表  1  各边缘检测算子检测结果

    Table  1  Detection results of each edge detection operator

    检测方法检测时间/s圆心坐标半径
    Canny1.324(2 556,1 900)1 651
    Sobel0.433(2 556,1 902)1 651
    Prewitt0.728(2 556,1 902)1 652
    Roberts0.688(2 558,1 901)1 651
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    表  2  三种方法粗检测结果

    Table  2  Coarse detection results of three methods

    序号文献9方法Canny检测本文方法
    时间/ s数量T/F时间/ s数量T/F时间/ s数量T/F
    1 30.273 6 186 T 9.800 285 F 21.412 133 T
    2 32.518 9 937 T 9.102 286 T 22.230 493 T
    3 34.190 12 093 T 9.161 701 T 22.152 277 T
    4 29.725 4 619 T 9.296 78 F 21.742 37 T
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    表  3  疵点检测结果表

    Table  3  Detection results of defects

    序号疵病类型半径/ μm机器检测结果人工检测结果序号疵病类型半径/μm机器检测结果人工检测结果
    1 黑点 96 小黑点 小黑点 7 正常 0
    2 正常 0 8 黑点 160 大黑点 大黑点
    3 黑点 84 小黑点 小黑点 9 黑点 125 小黑点 小黑点
    4 黑点 91 小黑点 小黑点 10 黑点 96 小黑点 小黑点
    5 黑点 79 小黑点 小黑点 11 黑点 136 小黑点 小黑点
    6 正常 0 12 黑点 124 小黑点 小黑点
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-04
  • 修回日期:  2022-09-04
  • 网络出版日期:  2022-09-19
  • 刊出日期:  2022-11-14

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