[發明專利]基于相機陣列的薄片疊層計數裝置與方法

有效

• 申請號: 201711177937.6
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108010017B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 肖昌炎;戴嶸;曹三;趙宏;邱華林
• 申請（專利權）人: 昆山湖大機器人技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06M9/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松;董建林

1.一種基于相機陣列的薄片疊層計數裝置的薄片疊層計數方法，其特征在于：包括步驟如下：

步驟1：旋轉角矯正；

步驟2：尺度矯正；

步驟3：定位重疊直線；

步驟4：待測疊層薄片計數；

所述步驟1包括步驟如下：

1.1從計數裝置的毗鄰相機中采集2維圖像Ⅰ I₁(x，y)和2維圖像Ⅱ I₂(x，y)，x代表圖像像素行坐標，y代表圖像像素列坐標，對2維圖像Ⅰ I₁(x，y)進行FFT頻率分解得f₁(w，Φ，z)，其中w代表頻率，Φ代表相位，z代表行數；

1.2從f₁(w，Φ，z)各行中提取各行基波頻率W(z)，利用統計分析法從W(z)中提取圖像總基波頻率W₁；利用總基波頻率W₁對應的相位Φ_i，1運算獲取圖像與x軸的偏差角度α₁；

1.3對2維圖像Ⅱ I₂(x，y)進行相同操作，獲取圖像與x軸的偏差角度α₂，并相應得出兩圖像的旋轉差角α：

α＝α₁-α₂ (1)

1.4對2維圖像Ⅰ I₁(x，y)進行α角的仿射變換即可獲得角度矯正后的2維圖像ⅢH₁(u，v)；仿射變換公式如下：

其中反射變換后得到角度矯正后的2維圖像Ⅲ與2維圖像Ⅱ之間消除了角度差異；

所述步驟2包括如下步驟：

2.1利用步驟1中提取圖像總基波頻率的方法對角度矯正后的2維圖像ⅢH₁(u，v)提取總基波頻率W_h，利用W_h和2維圖像Ⅱ的總基波頻率W₂的比例信息求取2維圖像Ⅲ與2維圖像Ⅱ的尺度比例c：

c＝(W₂*L_h)/(W_h*L₂) (3)

式中，L₂與L_h分別為2維圖像ⅡI₂(x，y)與2維圖像ⅢH₁(u，v)水平方向的分辨率寬度；

2.2利用仿射變換公式對2維圖像Ⅲ再進行一次仿射變換，其中經過再一次仿射變換后得到的2維圖像IV與2維圖像Ⅱ又消除了尺度差異，即該兩幅圖像已經處在同一偏差角和放大倍率下；

所述步驟3包括如下步驟：

3.1進行相關性度量，從A處獲取2維圖像Ⅱ中的1維截線信號作為匹配用模板信號，并將模板信號起始坐標(x₀，y₀)置于紙張間縫隙即1維截線信號波谷處；

3.2通過坐標(x₀，y₀)和2維圖像Ⅱ與x軸的偏差角度α₂，確定2維圖像Ⅱ的模板直線B₂；

3.3在矯正后2維圖像IV中的待搜索區域C中利用ZNcc算子計算模板信號在該區域中的相關性；

3.4對相關性結果進行優化并獲取配準直線，具體步驟如下：

3.4.1遍歷相關性度量結果，找出相關性大于0.8的所有坐標{x_i，y_i}，將坐標集{x_i，y_i}置于新的二值圖像Z(x，y)中；

3.4.2利用霍夫變換公式將Z(x，y)從笛卡爾坐標系x-y映射到霍夫域p-θ中；

3.4.3在霍夫域p-θ中搜索正弦曲線相交最多的交點坐標，并將該交點坐標反變換到笛卡爾坐標系下，該變換后的直線即為要找的投票數最高的配準直線B₁；

3.5定位重疊直線，將配準直線B₁與模板直線B₂映射到2維圖像Ⅰ、2維圖像Ⅱ中，即獲取重疊直線B₁、B₂在角度和尺度矯正前原圖中的位置；將直線B₂保持不變，繼續將配準直線B₁進行角度與尺度矯正的逆變換，逆變換過程即在仿射變換公式左邊同乘以R的逆，使得直線B₁映射到2維圖像Ⅰ中；此時，B₁逆變換得到的直線b₁與直線B₂就是2維圖像Ⅰ、Ⅱ的重疊直線；

所述步驟4包括：將重疊直線在脊線圖中的位置標于其上，將脊線圖中直線b₁左邊計數結果、直線B₂右邊的計數結果以及利用該方法計得的其他圖像序列的計數結果相加，即得待測疊層薄片的總數。