通过高光谱成像识别透明玻璃的大面积薄膜厚度
Shuan-Yu Huang1, Riya Karmakar2, Yu-Yang Chen2
1Department of Optometry, Central Taiwan University of Science and Technology, Taichung 40601, Taiwan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 29, 2024
概括
这项研究提出了一种新的超光谱成像 (HSI) 方法来测量透明玻璃厚度. 该技术准确地显示光谱数据,实现0.02的低根平均平方误差,用于精确的薄膜厚度分析.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学工程是指光学工程.
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 玻璃等透明材料需要精确的厚度测量来控制质量.
- 现有的方法可能缺乏用于薄膜分析所需的准确度或分辨率.
- 超光谱成像 (HSI) 提供了非破坏性材料表征的潜力.
研究的目的:
- 开发一种新的超光谱成像 (HSI) 方法来检测和测量透明玻璃板.
- 创建一种转换技术,以准确地显示可见光 (VIS) 和近红外 (NIR) 范围内的光谱信息.
- 使用新的图像着色方法,以视觉表示玻璃加工板厚.
主要方法:
- 使用工业摄像机的超光谱成像 (HSI) 来捕获光谱数据.
- 应用主要成分分析 (PCA) 来标准化HSI数据中的光波长.
- 采用了通用反矩阵技术来获得模拟的光谱配置文件.
- 与微观光谱数据相匹配的模拟配置文件,以确定分散模式.
- 在NIR频谱内分析的红外光传输变化与薄膜厚度相关.
主要成果:
- 成功开发了一种技术,可以从HSI数据中准确地显示光谱信息.
- 当与模拟和微观光谱数据相匹配时观察到明显的分散模式.
- 证明NIR-HSI厚度的变化显著改变红外光传输.
- 在NIR区域实现了高精度测量,根平均平方误差为0.02.在NIR区域实现了高精度测量.
结论:
- 拟议的HSI方法提供了一种准确且视觉直观的方法来测量透明玻璃厚度.
- 该技术利用NIR范围中的光谱变化来精确确定薄膜厚度.
- 未来的工作可以将这种方法集成到实时自动化光学检查系统中.
