一种纳米压印光刻的图像处理方法与流程

本发明属于图像处理，具体涉及一种纳米压印光刻的图像处理方法。

背景技术：

1、压印光刻技术是一种用于微电子制造的重要工艺，它在集成电路制造和光学器件制造等领域具有广泛应用。纳米压印技术作为一种新型的图形转移技术，相比于传统的光刻技术，纳米压印可以制作出小线宽图形，并相对于高精度的电子束曝光技术而言，纳米压印技术拥有极低的制作成本，适合于大规模的工业生产。随着纳米压印技术的发展，需对纳米压印的生产质量进行把控，对压印光刻的衬底进行监测，监测的基础是采集衬底图像，因此需提高衬底图像的质量。

技术实现思路

1、本发明为了解决以上问题，提出了一种纳米压印光刻的图像处理方法。

2、本发明的技术方案是：一种纳米压印光刻的图像处理方法包括以下步骤：

3、s1、获取压印光刻工作过程中被刻衬底的工作图像，对被刻衬底的工作图像进行预处理，生成被刻衬底的待处理图像；

4、s2、确定被刻衬底的待处理图像的模糊像素点集合；

5、s3、对模糊像素点集合进行亮度处理，完成图像处理。

6、进一步地，s1中，对被刻衬底的工作图像进行预处理的具体方法为：对工作图像依次进行去噪处理和裁剪处理。

7、进一步地，s2包括以下子步骤：

8、s21、获取待处理图像中各个像素点的像素值；

9、s22、根据各个像素点的像素值，计算待处理图像每一行的像素梯度变化行值，生成像素梯度变化行序列；

10、s23、对像素梯度变化行序列进行聚类处理，得到每一类的轮廓系数；

11、s24、将最大像素梯度变化行值所在行中像素值最大的像素点作为兴趣像素点；

12、s25、根据每一类的轮廓系数，计算待处理图像中其余各个像素点与兴趣像素点之间的模糊相似度；

13、s26、将模糊相似度小于模糊相似阈值的所有像素点作为模糊像素点集合。

14、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，对待处理图像中每一行相邻像素点的像素值进行对数运算，并结合每一行中最后一个像素点与第一个像素点的像素差值等参数确定每一行的像素梯度变化行值，这样可以得到包含多个行值的像素梯度变化序列。由于待处理图像的行数较多，因此本发明采用聚类算法（例如k-means聚类）对像素梯度变化序列进行聚类处理，可以减少序列数据集的复杂性，便于与兴趣像素点进行模糊相似度计算，与兴趣像素点的相似度相差较大的像素点可能存在亮度模糊的情况。模糊相似阈值一般取0.5，也可以根据实际情况人为确定。

15、进一步地，s22中，待处理图像第i行的像素梯度变化行值hi的计算公式为：；式中，gi,j表示待处理图像中第i行第j列像素点的像素值，i表示待处理图像的像素点行数，j表示待处理图像的像素点列数，gi,j+1表示待处理图像中第i行第j+1列像素点的像素值，gi,j表示待处理图像中第i行第j列像素点的像素值，gi,1表示待处理图像中第i行第1列像素点的像素值，ln(·)表示对数运算。

16、进一步地，s25中，待处理图像中第i行第j列像素点与兴趣像素点之间的模糊相似度vi,j的计算公式为：；式中，gi,j表示待处理图像中第i行第j列像素点的像素值，g0表示兴趣像素点的像素值，hi表示待处理图像第i行的像素梯度变化行值，h0表示待处理图像中兴趣像素点所在行的像素梯度变化行值，bk表示第k类对应的轮廓系数，k表示聚类处理的类数目，c表示常数。

17、进一步地，s3包括以下步骤：

18、s31、将模糊像素点集合中亮度值最大的模糊像素点作为原点，构建直角坐标系，并确定模糊像素点集合中其余模糊像素点的位置坐标；

19、s32、根据其余各个模糊像素点的位置坐标，在模糊像素点集合中确定第一边缘模糊像素点和第二边缘模糊像素点；

20、s33、根据第一边缘模糊像素点的亮度值和第二边缘模糊像素点的亮度值，确定亮度调整阈值；

21、s34、根据亮度调整阈值，对模糊像素点集合的所有像素点进行亮度处理。

22、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，以最大亮度值所在像素点作为原点构建的直角坐标系可以用来确定与原点最近和最远的两个边缘模糊像素点，这两个边缘模糊像素点可以作为两个特征像素点来参与亮度调整阈值的计算（与最大亮度值所在像素点最远/最近表示该像素点可能存在亮度较大变化），以此确定的亮度调整阈值用于改变模糊像素点集合的亮度值。

23、进一步地，s32中，确定第一边缘模糊像素点和第二边缘模糊像素点的具体方法为：计算其余各个模糊像素点与原点之间的直线距离，将与原点之间直线距离最远的模糊像素点作为第一边缘模糊像素点，将与原点之间直线距离最近的模糊像素点作为第二边缘模糊像素点。

24、进一步地，s33中，亮度调整阈值e的计算公式为：；式中，u1表示第一边缘模糊像素点的横坐标，v1表示第一边缘模糊像素点的纵坐标，u2表示第二边缘模糊像素点的横坐标，v2表示第二边缘模糊像素点的纵坐标，f1表示第一边缘模糊像素点的亮度值，f2表示第二边缘模糊像素点的亮度值。

25、进一步地，s34中，进行亮度处理的具体方法为：将亮度调整阈值作为直角坐标系原点所在像素点的最新亮度值，将模糊像素点集合中其余各个模糊像素点的亮度值与亮度调整阈值之间的乘积作为其余各个模糊像素点的最新亮度值。

26、本发明的有益效果是：本发明对被刻衬底的工作图像进行像素点筛选，确定像素值异常的像素点，即模糊像素点集合，对模糊像素点集合的元素进行亮度处理，提高图像的清晰度，便于用户在观察衬底图像时及时发现异常，提高纳米压印光刻技术。

技术特征：

1.一种纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s1中，对被刻衬底的工作图像进行预处理的具体方法为：对工作图像依次进行去噪处理和裁剪处理。

3.根据权利要求1所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s2包括以下子步骤：

4.根据权利要求3所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s22中，待处理图像第i行的像素梯度变化行值hi的计算公式为：；式中，gi,j表示待处理图像中第i行第j列像素点的像素值，i表示待处理图像的像素点行数，j表示待处理图像的像素点列数，gi,j+1表示待处理图像中第i行第j+1列像素点的像素值，gi,j表示待处理图像中第i行第j列像素点的像素值，gi,1表示待处理图像中第i行第1列像素点的像素值，ln(·)表示对数运算。

5.根据权利要求3所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s25中，待处理图像中第i行第j列像素点与兴趣像素点之间的模糊相似度vi,j的计算公式为：；式中，gi,j表示待处理图像中第i行第j列像素点的像素值，g0表示兴趣像素点的像素值，hi表示待处理图像第i行的像素梯度变化行值，h0表示待处理图像中兴趣像素点所在行的像素梯度变化行值，bk表示第k类对应的轮廓系数，k表示聚类处理的类数目，c表示常数。

6.根据权利要求1所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s3包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s32中，确定第一边缘模糊像素点和第二边缘模糊像素点的具体方法为：计算其余各个模糊像素点与原点之间的直线距离，将与原点之间直线距离最远的模糊像素点作为第一边缘模糊像素点，将与原点之间直线距离最近的模糊像素点作为第二边缘模糊像素点。

8.根据权利要求6所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s33中，亮度调整阈值e的计算公式为：；式中，u1表示第一边缘模糊像素点的横坐标，v1表示第一边缘模糊像素点的纵坐标，u2表示第二边缘模糊像素点的横坐标，v2表示第二边缘模糊像素点的纵坐标，f1表示第一边缘模糊像素点的亮度值，f2表示第二边缘模糊像素点的亮度值。

9.根据权利要求6所述的纳米压印光刻的图像处理方法，其特征在于，所述s34中，进行亮度处理的具体方法为：将亮度调整阈值作为直角坐标系原点所在像素点的最新亮度值，将模糊像素点集合中其余各个模糊像素点的亮度值与亮度调整阈值之间的乘积作为其余各个模糊像素点的最新亮度值。

技术总结
本发明公开了一种纳米压印光刻的图像处理方法，属于图像处理技术领域，包括以下步骤：S1、获取压印光刻工作过程中被刻衬底的工作图像，对被刻衬底的工作图像进行预处理，生成被刻衬底的待处理图像；S2、确定被刻衬底的待处理图像的模糊像素点集合；S3、对模糊像素点集合进行亮度处理，完成图像处理。本发明对被刻衬底的工作图像进行像素点筛选，确定像素值异常的像素点，即模糊像素点集合，对模糊像素点集合的元素进行亮度处理，提高图像的清晰度，便于用户在观察衬底图像时及时发现异常，提高纳米压印光刻技术。

技术研发人员：冀然,房臣
受保护的技术使用者：青岛天仁微纳科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6