科研学术

　　近日，我校光电科学与工程学院2019级本科生樊路瑶在国际光学领域权威期刊Optics Express上发表论文《Deep learning-based Phase Measuring Deflectometry for single-shot 3D shape measurement and defect detection of specular objects》。樊路瑶同学为论文第一作者，光电科学与工程学院刘永团队的岳慧敏教授为论文通讯作者，刘永教授为共同作者。电子科技大学光电科学与工程学院为论文唯一单位。

　　光滑表面缺陷与三维面形检测技术在科学研究、工业检测与制造、生活消费电子等领域具有广泛的应用前景，日益受到人们的关注与重视。相位测量偏折术和结构光调制分析技术在镜面物体的三维面形和缺陷检测中取得了很好的效果，但精度和速度的难以同时兼顾限制了它们的进一步发展和应用。如何从单帧条纹图案中快速高精度地提取相位信息和调制度信息仍然是一个具有挑战性的问题。近几年，深度学习异军突起，其强大的隐式建模能力提供了全新思路。基于此，樊路瑶同学在岳慧敏教授的指导下提出了基于深度学习的光滑表面缺陷和三维面形的高精度单帧检测方法。该方法将深度学习与相位测量偏折术、结构光调制度分析技术有机结合，将深度可分离卷积、残差结构和U-Net相结合，构建了一个改进的U-Net网络，从单帧条纹图案中分别预测高精度的截断相位和调制度信息，完成了光滑表面缺陷与三维面形检测。该方法在镜面的相位和调制度提取方面具有良好的性能，接近十步相移法的精度。条纹调制度及相位信息的高精度单帧提取方法的提出，有望使同一系统实现速度高达每秒上万帧的高精度表面缺陷及三维面形测量，达到实时在线检测。

图1. 所提方法的流程图。 (a) 相位提取。 (b) 调制度提取。

　　图2. 手机玻璃面板和凹面镜的3D测量结果。高度分布通过X和Y方向的展开相位积分获得。(a) 两个方向上的变形条纹图案。(b) 所提方法的3D测量结果。(c)真实值的3D测量结果 (d) (b)和(c)之间的残差分布。

　　本论文研究工作由光电科学与工程学院2019级本科生樊路瑶通过学院“光引未来”科研育人计划与岳慧敏教授取得联系并在岳老师指导下完成。该计划科研教学深度融合，着眼学科未来发展，项目式教学、逐级冲关、层层递进，无缝对接培养方案，全方位提高学生系统工程能力。该研究同时以《基于深度学习与彩色复合光栅的相位测量偏折术方法研究》为题入选了2022年电子科技大学校级大学生创新创业项目，樊路瑶为项目主持人。该大创项目现已优秀结题。

　　《Optics Express》是美国光学学会出版的光学行业的顶级期刊，影响因子3.83，中科院分区SCI二区Top期刊。

　　论文链接：https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-15-26504&id=478154