金相顯微鏡上實現三維微觀形貌恢復

宋琨鵬+于瀛潔+牟柯冰

摘要： 金相顯微鏡是一種經典的測量分析儀器，已經實現了金相顯微鏡圖像的數字化采集，并恢復了三維微觀形貌。首先，對金相顯微鏡的載物臺加裝電機，利用電機帶動載物臺進行精密移動，在載物臺移動過程中，對被測物體等步距拍攝序列圖像。然后，根據聚焦形貌恢復的原理，采用修正的拉普拉斯算子進行聚焦程度判斷，利用高斯插值方法獲取聚焦程度最大值以及此時被測表面的高度信息，恢復三維形貌。最后，利用金相顯微鏡對粗糙度樣塊進行測量，獲得了相符的測量結果。該方法對于擴展金相顯微鏡的測量范圍具有積極意義。

關鍵詞： 金相顯微鏡； 聚焦形貌恢復； 三維微觀形貌恢復

中圖分類號： TP394.1 文獻標志碼： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.05.003

文章編號： 1005-5630（2016）05-0388-05

引 言

金相顯微鏡是一種應用廣泛的光學儀器，可以及早發現材料加工生產中的問題，改善熱處理操作，防止產生廢品，提高產品質量。該設備已成為鋼鐵冶煉、材料加工等行業重要的測量分析儀器，也廣泛應用在高校的實驗研究教學中。數字化是提升測量能力、滿足現代生產要求的有效手段。因此國內外許多研究人員已經對普通的金相顯微鏡進行了數字化[1-2]，用CCD采集圖像，然后進行圖像分析與處理。目前商品化的金相顯微鏡多以二維測量分析為主，但實際應用中對同時獲得三維信息也有很多需求。金相顯微鏡本身的結構具有三維運動功能，為實現三維測量提供了必要條件。……