基于BP神经网络的面曝光快速成形系统掩模图像的畸变校正研究

Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｆ ｒ ｏ ｚ ｅ ｎ Ｒｏ ｔ ｏ ｒ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 『 Ｃ］ ．Ｃｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｃ ａ ｓ ｅ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ — ＣＳ ＨＳ ０ ３ ， Ｂ ｅ ｌ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ， ２ ０ ０ ３ ．
形 系 统 的 主 要 组 成 部 分 之 一 是 视 图 发 生 器 ．视 图 发 生
目前 ， 图 像 非 线 性 畸 变 校 正 方 法 按 原 理 分 为 模 式
法 和基 于 控制 对 象 的方 法 ［ ３ ］ 。模 式法 是 一种 基 于成 像
模 型 、姿 态 模 型 和 光 学 特 性 实 Байду номын сангаас 图 像 非 线 性 畸 变 的 方
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３年 ６月
线 性 校 正 ，其 方 法 主 要 有 基 于 空 间 坐 标 的 多 项 式 变 换
法及 基 于神经 网络 法等 。
杨 根等 在 文献 ［ ２ ］ 中， 针 对 面 曝 光 快 速 成 形 系 统 中
视 图 发 生 器 在 成 像 过 程 中存 在 的 光 学 畸 变 问 题 ．应 用
况优化 ［ Ｊ ］ ． 流体机械 ， ２ ０ １ ２ ， ４ ０ （ １ ） ： ２ ６ — ３ ０ ．
［ ２ ］ 陈刚 ， 闫健菲 ， 张晋东． 涡 轮 增 压 器 压 气 机 级 性 能 仿 真 预 测研究 ［ Ｊ ］ ． 车用发动机 ， ２ ０ １ １ （ ６ ） ： ６ ７ — ７ ０ ． ［ ３ ］ 吴 孝勤 ， 倪计 民 ， 任 晓栋 ， 等． 涡轮增压 器压 气机性 能分 析［ Ｊ ］ ． 上海汽车 ， ２ ０ １ １ （ １ １ ） ： １ ８ — ２ ２ ．
关键词 ： 面曝光 快 速成 形 畸变 校 正 Ｂ Ｐ神 经 网 络 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ．
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９
文献标识码： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ９ ９ ８ ｆ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ ３ ７ 一 ｏ ４
面 曝光 快 速 成 形技 术 是 基 于离 散／ 堆积 原 理 ， 将 零 件 的三 维模 型 经切 层 软件 处 理后 ，切层 数 据存 储 为能 生 成 零 件 截 面 形 状 的 视 图 文 件 ， 由 该 文 件 驱 动 视 图 发 生 器 ，在 光 敏 树 脂 表 面 形 成 相 应 的 截 面 视 图 并 以其 为 掩模 ， 实 现对 光 敏树脂 的选择 性 固化 ［ 。面 曝 光 快 速 成
参 考 文 献
［ １ ］ 冀 春俊 ， 李 晓庆 ， 余道刚 ． 增 压 器 压 气 机 流 动 分 析 与 全 工
ｉ ｎ ａ ｎ Ａｘ ｉ ａ ｌ Ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ，ａ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ
像 校 正存 在 的 不足 ， 采 用 了一 种 基 于 Ｂ Ｐ神 经 网络 的 畸 变 图像 智 能化 校 正 方 法 。 该 方 法 不 需 要 建 立 图像 畸 变数 学模 型 ． 利 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ软 件 ， 以畸 变掩 模 图像 上 的 ２ ２ １ 组 像 素 坐 标 作 为 网络 输 入 ， 对Ｂ Ｐ神 经 网 络进 行 训 练 ， 建 立 畸 变掩 模 图像 与 理 想
法 ， 运 算较 为 简 洁 ， 有 一定 的工 程 实用 性 。 但 需 要 预 先 知道 相应 的模 型和 特性 ， 并且 要有 特定 的标 定装 置 。 基 于 控 制 对 象 的 方 法 不 需 要 特 定 的 标 定 装 置 ，直 接 利 用 控 制 对 象 对 目标 的 控 制 函 数 进 行 优 化 ． 实 现 图 像 的 非
基于Ｂ Ｐ 神经网 络 的 面 曝光 快 速 成形系 统 掩 模图 像的 畸变 校 正 研究木
口 巨孔亮 口 胥光申 口 王亚宁
西安
口 罗
声
西安工程大学 机电工程学院
７ １ ０ ０ ４ ８
摘
要： 在 面曝 光 快 速 成 形 系统 中 ， 视 图发 生 器 的光 学 系统 不 可避 免 地 在视 图平 面 上 产 生光 学畸 变。 针 对 传 统 畸 变 图
掩 模 图像 之 间 的 非 线性 映射 关 系； 利用双线性插值进行灰度重建 ， 实现 掩 模 图像 的 畸 变校 正 。 实验 表 明 ， 校 正后 。 掩 模 图像
像 素 坐标 的径 向均 方根 误 差 减 小 到 ０ ． ７ ０ ０ ７ Ｐ ｉ ｘ ｅ １ ． 畸 变得 到 明 显 改善 。
多 项 式 变 换 技 术 ，建 立 原 始 图 像 与 畸 变 图 像 的 像 素 坐
计 算相 似 的水 平 ， 而 且 比 非 定 常 方 法 计 算 所 花 费 时 间
少得 多 。
８ ６ － ＧＴ － １ ４ ４ ，１ ９ ８ ６ ．
［ ７ ］ Ｂｒ ｏ ｓ ｔ Ｖ， Ｒｕ ｐ ｒ ｅ ｃ ｈ ｔ Ａ， Ｍａ ｉ ｈ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ Ｍ． Ｒｏ ｔ ｏ ｒ － Ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ － ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
［ ８ ］ Ｒａ ｉ Ｍ Ｍ． Ｕｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ－ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｎａ ｖ ｉ ｅ ｒ— — Ｓ ｔ ｏ ｋ ｅ ｓ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ Ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ － ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ［ Ｒ］ ． ＡＩ Ａ Ａ
器 在 成像 过 程 中 ， 由于光 学 系统 存 在误 差 ， 使 树 脂 液 面 生 成 掩模 图像 存 在光 学 畸 变 ， 影 响 制 作精 度 ． 因 此 需 要 对 掩 模 图像 的 畸变进 行 几何 校正 ［ ２ ］ 。
国家 自然 科学基金资助项 目（ 编号： ５ ０ ８ ７ ５ １ ９ ４ ） 陕西省教育厅产业化培育项 目（ 编号 ： ２ ０ １ １ Ｊ Ｇ１ ７ ）