本发明涉及一种表面三维形貌的测量方法、装置、设备、介质和程序产品。
背景技术：
1、干涉显微镜利用相干光源形成依高度变化的干涉条纹，实现无接触高精度的三维量测和还原表面形貌特征的目的。相干扫描干涉（coherence scanning interferometry,csi）是干涉显微镜的主流技术，它对表面纹理变化的容忍度更高，测量表面特征和结构的能力更强。通过计算干涉图像的所有像素点的中心波峰位置，可以组成被测物体的表面形貌特征。
2、但是受硬件限制，外部扰动，被测物体表面粗糙和表面杂质的影响，中心波峰位置的重复性会很差，即多次测量得到的中心波峰位置不定，使得得到的样本形貌会带有很多异常毛刺。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本技术提出了一种表面三维形貌的测量方法，基于白光扫描干涉测量的原理，所述方法包括：
2、针对样本采集一组不同高度下的干涉图像，并获得信号强度曲线；
3、确定所述信号强度曲线中大于预定信号强度阈值的第一波峰位置，基于所述第一波峰位置确定所述样本的待处理形貌，所述待处理形貌在平面上的投影图像为待处理投影图像；
4、基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像，与所述起始的生长投影图像相对应的形貌为起始的生长形貌；
5、基于所述起始的生长形貌，逐步更新生长形貌与所述待处理形貌；
6、直到所述待处理形貌为空，将所有所述生长形貌求和以获取所述样本的表面形貌。
7、可选地，所述获得信号强度曲线包括对所述信号强度曲线进行一次平滑：
8、，其中，为一次平滑后的信号强度曲线，分别为距离波峰位置的高度处的信号强度，分别为距离波峰位置的高度处的权重，是半波峰距离，是所述白光的中心波长，。
9、可选地，所述获得信号强度曲线还包括，通过移动平均法对所述信号强度曲线进行二次平滑。
10、可选地，所述预定信号强度阈值由以下公式计算：
11、其中，为所述信号强度曲线上最大波峰对应的最大信号强度，a、b为自定义参数。
12、可选地，基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像进一步包括，确定所述待处理投影图像对应的所述信号强度曲线中信号强度最大的第二波峰位置，基于所述第二波峰位置确定所述样本的起始形貌，所述起始形貌在平面上的投影图像为起始投影图像。
13、可选地，所述起始投影图像包括一个或多个区域。
14、可选地，基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像还包括，对所述起始投影图像进行腐蚀运算，得到一个或多个凸图块，并基于所述凸图块来确定所述起始的生长投影图像。
15、可选地，基于所述一个或多个区域的凸点分别构建凸点区域，对所述一个或多个区域进行所述腐蚀运算得到一个或多个图块，当所述一个或多个图块的面积小于第一预定面积或大于第二预定面积时，所述一个或多个图块即为所述一个或多个凸图块，停止腐蚀并保存得到的所述一个或多个凸图块，其中，
16、所述第一预定面积为预定的面积阈值，第二预定面积是所述图块对应的所述凸点区域的面积的预定倍数。
17、可选地，确定所述一个或多个凸图块上所有点的最大信号强度并求平均信号强度，确定所述平均信号强度最大的凸图块为所述起始的生长投影图像。
18、可选地，所述逐步更新生长形貌与所述待处理形貌进一步包括：
19、通过去除所述待处理投影图像中对应于待更新的生长投影图像的所有像素点来更新所述待处理形貌，所述待更新的生长投影图像对应的形貌为所述待更新的生长形貌；
20、基于所述生长形貌上的所有像素点来更新已处理形貌；
21、基于更新后的所述待处理形貌和更新后的所述已处理形貌的交界处来确定生长区域以获得下一步所述待更新的生长形貌。
22、可选地，通过膨胀操作来确定所述交界处，所述膨胀操作包括：
23、膨胀所述待处理投影图像，得到第一膨胀区域；
24、将所述已处理形貌投影在所述第一膨胀区域的形貌记为边缘形貌；
25、确定所述边缘形貌沿高度方向的第二平均信号强度曲线，并基于所述第二平均信号强度曲线确定连接形貌，所述连接形貌在平面上的投影图像为连接投影图像；
26、膨胀所述连接投影图像，得到第二膨胀区域；
27、基于所述待处理形貌投影在所述第二膨胀区域的待更新的生长投影图像来更新所述生长形貌。
28、可选地，所述方法进一步包括：
29、当所述生长形貌不为空时，循环进行所述逐步更新生长形貌与所述待处理形貌；
30、当所述生长形貌为空时，循环进行所述基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像和所述逐步更新生长形貌与所述待处理形貌。
31、可选地，所述基于所述第二波峰位置确定所述样本的起始形貌包括：
32、基于所述第二波峰位置组成所述样本的最可能形貌；
33、确定所述最可能形貌沿高度方向的第一平均信号强度曲线，并基于所述第一平均信号强度曲线确定所述起始形貌。
34、可选地，基于所述第一平均信号强度曲线确定最大波峰对应的高度位置h1，并将高度在区间内的所述最可能形貌确定为所述起始形貌，其中，是半波峰距离。
35、可选地，基于所述第二平均信号强度曲线确定最大波峰对应的高度位置h2，并将高度在区间内的所述边缘形貌确定为所述连接形貌；以及将高度在区间内的所述待更新的生长形貌更新为所述生长形貌，其中，是半波峰距离。
36、可选地，当所述样本的所述已处理形貌的投影包括多个图域时，通过去除所述待更新的生长投影图像上的所有点来更新所述最可能形貌，每个所述图域包括一个或多个所述待更新的生长投影图像。
37、本公开还提出了一种表面三维形貌的测量装置，基于白光扫描干涉测量的原理，所述装置包括：
38、采集单元，用于针对样本采集一组不同高度下的干涉图像，并获得信号强度曲线；
39、待处理单元，用于确定所述信号强度曲线中大于预定信号强度阈值的第一波峰位置，基于所述第一波峰位置确定所述样本的待处理形貌，所述待处理形貌在平面上的投影图像为待处理投影图像；
40、起始单元，用于基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像，与所述起始的生长投影图像相对应的形貌为起始的生长形貌；
41、生长单元，用于基于所述起始的生长形貌，逐步更新生长形貌与所述待处理形貌；
42、表面形貌构造单元，用于直到所述待处理形貌为空时，将所有所述生长形貌求和以获取所述样本的表面形貌。
43、本公开还提出了一种电子设备，所述设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器；当所述指令被所述处理器执行时，使得所述设备实施根据前述内容所述的方法。
44、本公开还提出了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现前述内容所述的方法。
45、本公开还提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述内容所述的方法。
46、本发明通过定位稳定的起始形貌，从起始形貌开始逐步生长出周围的形貌，直到完成被测物体表面的全部形貌。本发明可以消除较大干涉异常的影响，改善测量重复性，使得多次测量得到的结果较为稳定。
47、进一步的，本发明中所提供的生长法是利用已处理形貌筛选待处理形貌的过程，其中待处理形貌通过阈值设定保留多种可能的形貌，已处理形貌又是从干涉最明显、计算最可靠的起始形貌开始，因此可以更好的还原被测物体表面形貌，同时也起到去噪和平滑的作用。
1.一种表面三维形貌的测量方法，基于白光扫描干涉测量的原理，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得信号强度曲线包括对所述信号强度曲线进行一次平滑：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得信号强度曲线还包括，通过移动平均法对所述信号强度曲线进行二次平滑。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定信号强度阈值由以下公式计算：其中，为所述信号强度曲线上最大波峰对应的最大信号强度，a、b为自定义参数。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像进一步包括，确定所述待处理投影图像对应的所述信号强度曲线中信号强度最大的第二波峰位置，基于所述第二波峰位置确定所述样本的起始形貌，所述起始形貌在平面上的投影图像为起始投影图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述起始投影图像包括一个或多个区域。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述待处理投影图像确定起始的生长投影图像还包括，对所述起始投影图像进行腐蚀运算，得到一个或多个凸图块，并基于所述凸图块来确定所述起始的生长投影图像。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述一个或多个区域的凸点分别构建凸点区域，对所述一个或多个区域进行所述腐蚀运算得到一个或多个图块，当所述一个或多个图块的面积小于第一预定面积或大于第二预定面积时，所述一个或多个图块即为所述一个或多个凸图块，停止腐蚀并保存得到的所述一个或多个凸图块，其中，
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述一个或多个凸图块上所有点的最大信号强度并求平均信号强度，确定所述平均信号强度最大的凸图块为所述起始的生长投影图像。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述逐步更新生长形貌与所述待处理形貌进一步包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过膨胀操作来确定所述交界处，所述膨胀操作包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二波峰位置确定所述样本的起始形貌包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，基于所述第一平均信号强度曲线确定最大波峰对应的高度位置h1，并将高度在区间内的所述最可能形貌确定为所述起始形貌，其中，是半波峰距离。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，基于所述第二平均信号强度曲线确定最大波峰对应的高度位置h2，并将高度在区间内的所述边缘形貌确定为所述连接形貌；以及将高度在区间内的所述待更新的生长形貌更新为所述生长形貌，其中，是半波峰距离。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，当所述样本的所述已处理形貌的投影包括多个图域时，通过去除所述待更新的生长投影图像上的所有点来更新所述最可能形貌，每个所述图域包括一个或多个所述待更新的生长投影图像。
17.一种表面三维形貌的测量装置，基于白光扫描干涉测量的原理，其特征在于，所述装置包括：
18.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器；当所述指令被所述处理器执行时，使得所述设备实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
19.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至16中任一项所述的方法。
20.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至16中任一项所述的方法。
