[發明專利]用于獲取實時視頻輸出的對象的多個視圖的方法和系統

有效

• 申請號: 200680054028.7
• 申請日: 2006-03-01
• 公開（公告）號: CN101405763A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 安德魯·沙克洛克
• 申請（專利權）人: 新加坡科技研究局
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06K9/60
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余 剛;尚志峰

技術領域

本發明涉及一種用于獲取實時視頻輸出的對象的多個視圖的方法和系統。

背景技術

顯微鏡通過裝置的光學器件和目鏡(多個目鏡)來提供狹窄視野的高倍放大圖像。一些顯微鏡提供了變焦透鏡和/或可互換透鏡，使得用戶可以得到更寬的視野以有助于景物可視化或檢查感興趣區域(“ROI”)附近的對象。一些顯微鏡配備有攝像機和顯示器，使得操作者不局限于通過目鏡來觀看，而可以同時觀看顯微鏡的顯示器和周圍的設備。

已提出了一種微組件系統，其提供多個攝像機視圖，使得高分辨率顯微鏡視圖的優點與在更寬視野中可獲得的景物信息結合在一起。某些系統結合了兩個位于相互垂直的觀察點的顯微鏡：例如，一個從上面(平面圖)，而一個從側面(側面圖)。有時，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)的系統配置有訪問端口，通過該訪問端口可以實現樣品臺的攝像機視圖。用戶可以在單獨的監視器上觀看臺子的運動。

單視圖顯微鏡使用麻煩并且用處不大，這是因為經常有視野之外的、必須通過結合側面放置樣品臺和利用光學器件將鏡頭拉遠來檢查的細節。監視器類型的顯示器允許操作者觀看沿著顯微鏡視圖邊緣的景物，但是多數的應用情況中，感興趣區域都小到難以用肉眼看到。

多個攝像機可以有所幫助，但是需要操作者在多個屏幕之間轉換注意力或者手動地選擇視圖。多個視圖會導致空間定向障礙并需要一些圖像心理旋轉的技能。利用混亂的景物或有限工作距離的光學器件，在物理上不太可能用第二個攝像機來獲取ROI的視圖。顯微鏡具有非常淺的景深并且ROI基本上是平坦的。在這種情況下，相對于該平面傾斜的第二視圖將不能很好地聚焦在景物上。

因此，人們期望有一種改進的系統來獲取感興趣區域的多個視圖。

發明內容

在第一優選方面，提供了一種用于獲取實時視頻輸出的對象的多個視圖的方法，該方法包括：

獲取對象的第一視圖；

獲取該對象的第二視圖，第二視圖不同于第一視圖；以及

使用第一和第二視圖之間的變換來使第一視圖變形，使得第一視圖的形狀和位置與第二視圖相匹配；

其中，通過應用使用了掩碼(mask)的拷貝將變形后的第一視圖覆蓋(overlay)在第二視圖上，其中，通過變換來計算該掩碼。

在第二方面，提供了一種用于獲取實時視頻輸出的對象的多個視圖的系統，該系統包括：

第一圖像拍攝裝置，用于獲取對象的第一視圖；

第二圖像拍攝裝置，用于獲取該對象的第二視圖，第二視圖不同于第一視圖；以及

變形模塊，用于使用第一和第二視圖之間的單應性矩陣(homography)來變形第一視圖，使得第一視圖的形狀和位置與第二視圖相匹配；

其中，通過應用使用了掩碼的有條件拷貝將變形后的第一視圖覆蓋在第二視圖上，其中，通過單應性矩陣來計算該掩碼。

該對象可以至少部分地被另一對象遮蔽。

所述變換是通過解決圖像間的移動以及構建拼嵌圖(mosaic)來獲取的。該變換可以是單應性矩陣。

單應性矩陣可以通過以下等式來獲取：HZPU=HsHdHPMHMmosHmosU,]]>其中，是說明該拼嵌圖中的參考系原點的任意偏移的簡單平移，是等距(isometry)或定標的歐幾里德變換并將拼嵌圖坐標放到模型空間，是投射變換，其將該模型投射到透視圖坐標系統上，H_d是說明數字縮放中原點的改變的平移，H_s是數字縮放的定標因子，以及是矩陣變換，其將第一圖像的特征放到第二圖像中該特征的正確位置。

通過至少一種預定的圖像間跟蹤算法來解決圖像間的運動。可以參考預定時刻來構建拼嵌圖，該方法進一步包括：

確定將拼嵌圖放到模型空間的變換；

恢復從模型空間到第二視圖的變換；以及

確定預定時刻的從第一視圖到第二視圖的變換。