學校編碼： 10384 分類號 密級 學 號： 23120071150145 碩 士 學 位 論 文 芯片顯微自動拍照技術 及其系統(tǒng)設計研究 C 偉賓 指導教師姓名： 李曉潮 副 教授 郭東輝 教 授 專 業(yè) 名 稱： 電路與系統(tǒng) 論文提交日期： 2010 年 5 月 論文答辯時間： 2010 年 5 月 學位授予日期： 2010 年 7 月 答辯委員會主席： 評 閱 人： 2010 年 5 月 廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明 本人呈交的學位論文是本人在導師指導下 ,獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和廈門大學研究生學術活動規(guī)范（試行）。 另外，該學位論文為（ ）課題（組）的研究成果，獲得（ ）課題（組）經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在（ ）實驗室完成。（請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負責人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。） 聲明人（簽名）： 年 月 日 廈門大學學位論文著作權使用聲明 本人同意廈門大學根據(jù)中華人民共和國學位條例暫行實施辦法等規(guī)定保留和使用此學位論文，并向主管部門或其指定機構送交學位論文（包括紙質(zhì)版和電子版） ，允許學位論文進入廈門大學圖書館及其數(shù)據(jù)庫被查閱、借閱。本人同意廈門大學將學位論文加入全國博士、碩士學位論文共建單位數(shù)據(jù)庫進行檢索，將學位論文的標題和摘要匯編出版，采用影印、縮印或者其它方式合理復制學位論文。 本學位論文屬于： （ ） 年 月 日解密，解密后適用上述授權。 （ ） 用上述授權。 （請在以上相應括號內(nèi)打“”或填上相應內(nèi)容。保密學位論文應是已經(jīng)廈門大學保密委員會審定過的學位論文，未經(jīng)廈門大學保密委員會審定的學 位論文均為公開學位論文。此聲明欄不填寫的，默認為公開學位論文，均適用上述授權。） 聲明人（簽名）： 年 月 日 I 摘 要 科技的發(fā)展， 使芯片大大改善了我們的工作效率以及生活起居 等 。 芯片 反向工程 作為 借鑒 國內(nèi)外 先進 的 芯片設計技術 的一種方式 而備受 關注 ， 而 芯片顯微拍照和圖像拼接工作 是芯片 反向 工程 順利進行的前提 。 隨著芯片 集成度的提高 ，采用自動化的方式 ，提高 反向 工程的效率， 已成 必然趨勢。本文的工作就是 搭建 芯片顯微自動拍照系統(tǒng) ，解決 自動聚焦、 運動控制 、 圖像拼接 等問題， 以 提高 反向設計的效率，實現(xiàn) 芯片顯微拍照的自動化 。 本論文首先介紹了自動聚焦 技術 的 基本 原理，并在分析對比 傳統(tǒng)的 自動聚焦算法的基礎上，提出 一個具有普遍意義的 自動聚焦 優(yōu)化算子， 以滿足各種不同場合的聚焦需求 ； 其次 根據(jù)先進的計算動詞理論， 設計了一套計算動詞控制規(guī)律 以及相應的控制器模型修正算法， 大大提高了 自動拍照 系統(tǒng)的控制效率以及魯棒性 ； 接著 闡述了圖像拼接 、圖像融合 的 基本原理 ； 然后 按照模塊劃分的方式， 說明了 整個芯片顯微自動拍照系統(tǒng)的 具體設計 方案 ，提出了基于閾值的圖像誤匹配點去除方法 ；最后給出了整個系統(tǒng)的操作說明 書 、實例測試 以及相應的實驗數(shù)據(jù)，說明本 設計 的有效性 。 本論文的特色與創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1) 根據(jù)自動聚焦算法的共同特征，提出了一個具有普遍優(yōu)化意義的 自動聚焦 優(yōu)化算子 ，解決圖像清晰度判斷的問題 ，在增加 少許 計算量的情況下，改善 各種傳統(tǒng)自動聚焦算法的靈敏度 。 2) 采用 先進 的 計算動詞理論 ， 設計了 一套自適應的控制規(guī)律 ， 解決自動聚焦控制算法問題 ，大大提高了整個自動拍照系統(tǒng)的控制效率 ，以及系統(tǒng)的魯棒性 。 3) 根據(jù)自動聚焦基本模型 ， 設計 了 控制器模型修正算法 ，解決外界環(huán)境因素的影響 ，使系統(tǒng)具有自學習能力 ，進一步提高了拍照系統(tǒng) 的魯棒性。 4) 根據(jù)匹配點分布情況， 提出了一個基于閾值的誤匹配點去除算法， 提高了圖像拼接融合的準確性 ，解決 匹配點誤判問題 。 關鍵詞 ： 自動聚焦 ； 計算動詞 ； 圖像拼接 ； s an in a to C C C As of it is to to is to a C It as so C it In we of we an to of we a of on we it We a s we of an on to we it we of of in as 1) In to an is or we an of 2) on we a up IV a of to of It on It 3) to of we a it of of 4) to of we a on to of It V 目 錄 第一章 緒論 . 1 究背景及意義 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 2 鍵技術問題及發(fā)展現(xiàn)狀 . 4 動聚焦技術 . 4 算動詞理論 . 5 像拼接及融合技術 . 6 文工作及結(jié)構安排 . 7 第二章 自動聚焦技術 . 9 動聚焦基本原理 . 9 統(tǒng)的自動聚焦算法 . 10 于空域的自動聚焦算法 . 11 于頻域的自動聚焦算法 . 12 文使用的聚焦優(yōu)化算法 . 14 化算子的提出 . 14 驗結(jié)果與分析 . 16 章小結(jié) . 20 第三章 計算動詞控制器 . 21 算動詞理論簡介 . 21 詞控制器設計 . 22 型理論基礎 . 22 詞控制器 . 25 型數(shù)學化 . 27 制器模型修正算法 . 30 章小結(jié) . 31 第四章 圖像拼接及融合技術 . 32 像拼接技術 . 32 圖像拼接原理 . 32 像預處理 . 33 像配準技術 . 36 像融合技術 . 38 轉(zhuǎn)及縮放的處理 . 38 像融合 . 39 章小結(jié) . 41 第五 章 芯片顯微自動拍照系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) . 42 統(tǒng)總體結(jié)構設計 . 42 統(tǒng)構成 . 42 作流程 . 43 信協(xié)議設計 . 44 格式 . 45 信行為 . 45 能定義 . 46 控模塊及細分 . 48 像采集模塊 . 49 動控制模塊 . 51 像拼接及融合模塊 . 54 章小結(jié) . 58 第六章 系統(tǒng)使用及說明 . 60 統(tǒng)設置 . 60 頻屬性設置 . 60 口設置 . 61 動參數(shù)設置 . 61 統(tǒng)約定 . 63 統(tǒng)操作 . 64 戶界面 . 64 統(tǒng)菜單 . 64 拍照流程 . 66 像拼接 . 67 例測試 . 68 能指標 . 73 章小結(jié) . 75 第七章 總結(jié)與展望 . 76 結(jié) . 76 望 . 77 參考文獻 . 78 攻讀學位期間發(fā)表的論文 . 82 致謝 . 83 . 1 . 1 . 2 . 4 . 4 . 5 . 6 . 7 . 9 . 9 . 10 . 11 . 12 n . 14 n . 14 . 16 . 20 . 21 . 21 . 22 . 22 . 25 . 27 . 30 . 31 . 32 . 32 X . 32 . 33 . 36 . 38 . 38 . 39 . 41 C . 42 . 42 . 42 . 43 . 44 . 45 . 45 . 46 . 48 .