多层涂胶掩膜板蚀刻线形态图像增强方法和系统与流程

本发明涉及蚀刻线形态图像增强的，尤其涉及多层涂胶掩膜板蚀刻线形态图像增强方法和系统。

背景技术：

1、在半导体制造、精密机械加工以及其他需要精细加工的行业中，多层涂胶掩模版的质量至关重要。掩模版上的蚀刻线需要非常精确，因为任何微小的误差都可能导致最终产品性能不达标。尽管现有技术已经提供了多种图像处理方法来优化掩模版图像的质量，但这些方法仍存在不少局限性，尤其在图像去噪、对比度增强和边缘检测等方面的效果上还有待提高。例如：1）现有的单尺度高斯滤波方法在去噪的同时往往会模糊图像的细节，特别是在蚀刻线的边缘区域。这种滤波处理虽然简单，但由于缺乏对不同图像区域特性的适应性，常常导致重要细节的丢失，从而影响后续的图像分析和处理精度；2）目前的全局对比度增强技术通常会对整个图像进行均匀处理，这在局部光照不均或对比度较低的区域表现不佳；这种方法忽视了图像中局部特征的差异，可能会导致某些区域过度增强，产生不自然的视觉效果或增加噪声；3）现有的canny边缘检测算法等传统方法虽然在多数情况下表现良好，但在处理高噪声或复杂背景的掩模版图像时，很容易受到噪声的干扰，导致边缘检测不准确。此外，这些方法对于阈值的选择非常敏感，不恰当的阈值设定可能导致真实边缘的遗漏或假边缘的生成。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供多层涂胶掩膜板蚀刻线形态图像增强方法和系统，目的在于增强蚀刻线的可见性、准确性和细节清晰度，以支持高精度制造工艺的需求。

2、实现上述目的，本发明提供的多层涂胶掩膜板蚀刻线形态图像增强方法，包括以下步骤：

3、s1：对多层涂胶掩模版图像使用多尺度高斯滤波进行去噪，并使用局部对比度增强和边缘平滑保持方法对去噪后的多层涂胶掩模版图像进行预处理；

4、s2：利用改进的canny边缘检测方法来识别和定位预处理后的多层涂胶掩模版图像中蚀刻线；

5、s3：使用迭代反投影方法对蚀刻线进行超分辨率处理；

6、s4：使用形态学操作对超分辨率处理后的蚀刻线进行形态优化，所述形态优化包括膨胀和腐蚀操作；

7、s5：将形态优化结果映射到多层涂胶掩模版图像以增强蚀刻线形态；

8、作为本发明的进一步改进方法：

9、可选地，所述s1步骤中对多层涂胶掩模版图像使用多尺度高斯滤波进行去噪，并使用局部对比度增强和边缘平滑保持方法对去噪后的层涂胶掩模版图像进行处理，包括：

10、s11：多尺度高斯滤波去噪：

11、使用多尺度高斯滤波处理多层涂胶掩模版图像，具体为：

12、；

13、；

14、其中，为第个尺度滤波器的高斯核标准差；为以为高斯核标准差的滤波器；为滤波器内的相对坐标；为在坐标处的值；为自然常数；为圆周率；，为尺度数量；和分别为多层涂胶掩模版图像和去噪后的多层涂胶掩模版图像；

15、s12：增强局部对比度：

16、对去噪后的多层涂胶掩模版图像进行局部对比度增强，具体为：

17、；

18、其中，为图像横纵坐标；为在处的值；为增强局部对比度后的多层涂胶掩模版图像；为在处的值；为对比度增强强度参数；为对比度响应调整参数；为位于的像素周围窗口内的像素值标准差；

19、s13：边缘平滑保持：

20、以作为引导图像，使用引导滤波对进行边缘平滑保持，具体为：

21、；

22、其中，为预处理后的多层涂胶掩模版图像；为在处的值；为以为中心窗口内的像素位置集合，是位置集合中的元素；为窗口大小；和分别为和在内的均值；为在内的方差；为平滑参数；和分别为和在处的值；

23、可选地，所述s2步骤中利用改进的canny边缘检测方法来识别和定位预处理后的多层涂胶掩模版图像中蚀刻区域的精确边界，包括：

24、s21：计算梯度幅度和梯度方向：

25、对中的每个像素点，使用sobel算子计算横向和纵向的梯度分量和，具体为：

26、；

27、；

28、其中，和分别为sobel算子的横向和纵向模板；梯度幅度和梯度方向的计算方式具体为：

29、；

30、；

31、其中，和分别为和在处的值；和分别为和在处的值；

32、s22：非极大值抑制：

33、在梯度方向上仅保留局部最大值，以获得细化的边缘，具体为：

34、；

35、其中，为在处的值；

36、s23：改进的双阈值和边缘连接：

37、使用高阈值和低阈值来确定真实的和潜在的边缘，高阈值和低阈值使用改进的自适应双阈值确定法来计算，具体为：

38、；

39、；

40、其中，和分别为的平均值和标准差；和为阈值调整系数；和分别为高阈值和低阈值；

41、最终的蚀刻线使用边缘连接生成，具体为：

42、；

43、其中，为在处的值；

44、可选地，所述s3步骤中使用迭代反投影方法对蚀刻线进行超分辨率处理，以改善图像质量和细节清晰度，包括：

45、s31：上采样和初始化：

46、使用双三次插值方法对最终的蚀刻线进行上采样以初始化高分辨率图像，具体为：

47、；

48、其中，表示上采样后的图像横纵坐标，，，，，为向下取整；，；为  在处的值；为在处的值；为三次插值核，具体为：

49、；

50、其中 ，为临时变量，取值为或；为三次插值核在处的取值；

51、s32：自适应局部滤波：

52、在每次迭代中，应用自适应局部滤波器来处理当前的高分辨率图像估计，表示迭代次数，增强细节并保留边缘，具体为：

53、；

54、其中，，；为第次迭代的高分辨率图像估计；为在处的值；为在处的值；为中以为中心的窗口内的方差；为的方差；

55、s33：模拟与误差计算：

56、生成模拟的低分辨率图像并计算误差，具体为：

57、；

58、；

59、其中，，；为第次迭代的低分辨率图像估计；为在处的值；为第次迭代的误差；

60、s34：误差反投影与更新公式：

61、；

62、其中，为第次迭代的高分辨率图像估计；为在处的值；为步骤s31中的上采样方法；为对进行上采样后在处的值；

63、迭代完成后获得分辨率提升后的蚀刻线；

64、可选地，所述s4步骤中使用形态学操作对蚀刻线进行形态优化，包括膨胀和腐蚀操作来改进线条的几何结构和清晰度，包括：

65、膨胀和腐蚀操作拓展分辨率提升后的蚀刻线后再进行收缩，具体为：

66、；

67、其中，和分别为膨胀和腐蚀操作；为结构元素，；为形态优化后的蚀刻线，为在处的值；为在处的值；

68、可选地，所述s5步骤中将形态优化结果映射到多层涂胶掩模版图像增强蚀刻线形态，包括：

69、将形态优化后的蚀刻线与多层涂胶掩模版图像进行融合，增强蚀刻线的可见性，具体为：

70、；

71、其中，为蚀刻线形态增强后的多层涂胶掩模版图像，为在处的值；为图像内容融合参数；为下采样函数，具体为：。

72、本发明还公开了多层涂胶掩膜板蚀刻线形态图像增强系统，包括：

73、预处理模块：对多层涂胶掩模版图像使用多尺度高斯滤波进行去噪，并使用局部对比度增强和边缘平滑保持方法对去噪后的多层涂胶掩模版图像进行预处理；

74、边界提取模块：利用改进的canny边缘检测方法来识别和定位预处理后的多层涂胶掩模版图像中蚀刻线；

75、超分辨率模块：使用迭代反投影方法对蚀刻线进行超分辨率处理；

76、形态优化模块：使用形态学操作对超分辨率处理后的蚀刻线进行形态优化；

77、映射模块：将形态优化结果映射到多层涂胶掩模版图像以增强蚀刻线形态；

78、有益效果

79、本发明的多尺度高斯滤波技术可以根据图像区域的不同特征动态调整滤波尺度，从而实现在有效去噪的同时保留关键细节，尤其是蚀刻线的边缘。这种方法避免了传统单尺度高斯滤波中普遍存在的细节模糊问题，使得蚀刻线的边界更加清晰，极大地提高了图像处理的精确度。

80、通过局部对比度增强技术，本发明能够在图像的低对比度区域实现更为明显的视觉效果提升。该技术通过计算局部区域的标准差动态调整对比度，使得图像中原本难以观察的细节变得清晰可见，尤其是在光照不均或阴影较重的区域。

81、利用改进的canny边缘检测方法结合引导滤波技术，本发明不仅提高了边缘检测的准确性，还能有效保持边缘附近的平滑度，减少处理过程中可能产生的伪影。这种边缘处理方法能够更精确地定位蚀刻线，同时保持图像的自然美观，对于后续的图像分析和掩模版制作具有重要意义。

82、通过膨胀和腐蚀的形态学操作，本发明对蚀刻线进行了形态优化，改进了线条的几何结构和清晰度。这种处理不仅增强了蚀刻线的视觉效果，还提高了图像的解析度，使得细微的蚀刻错误更容易被识别和修正。