[發(fā)明專利]基于計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)的顯微視覺系統(tǒng)的顯微視場數(shù)字化擴(kuò)展方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810622389.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108983702B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王代華;王坎
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G05B19/402
• 分類號: G05B19/402
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種基于計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)的顯微視覺系統(tǒng)的顯微視場數(shù)字化擴(kuò)展方法，其特征在于所述方法是利用計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)以及基于計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)的顯微視場擴(kuò)展技術(shù)來獲取視場擴(kuò)展三維數(shù)字化顯微視場空間，其包括步驟：

(1)采用計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)獲得切片掃描圖像序列以及精密定位系統(tǒng)的位移量序列；

(2)基于計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描獲取的切片掃描圖像結(jié)合顯微視覺系統(tǒng)的景深重構(gòu)切片掃描圖像的三維切片視場空間；計(jì)算三維切片空間數(shù)字化信息，得到視場擴(kuò)展的數(shù)字化顯微視場空間，實(shí)現(xiàn)顯微視場擴(kuò)展；

(2.1)基于計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描獲取的切片掃描圖像結(jié)合顯微視覺系統(tǒng)的景深重構(gòu)切片掃描圖像的三維切片視場空間；

(2.2)去除三維切片視場空間以外的信息；

(2.3)三維切片視場空間柵格化以及柵格數(shù)值化，獲取三維切片視場空間數(shù)字化信息；

(2.4)根據(jù)三維切片視場空間數(shù)字化信息，計(jì)算顯微視場擴(kuò)展三維顯微視場空間的數(shù)字化信息；

所述步驟(1)采用計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描技術(shù)獲得切片掃描圖像序列的方法如下：

(1.1)確定顯微視覺系統(tǒng)物鏡距定義坐標(biāo)系原點(diǎn)沿Z軸方向上的距離，確定顯微視覺系統(tǒng)焦平面在定義坐標(biāo)系Z軸方向上的位置D_F；確定進(jìn)行計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描的精密定位系統(tǒng)I、II(2、3)的步長、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)速度、初始位置以及初始位置顯微視覺系統(tǒng)光軸穿過焦平面的圖像主點(diǎn)位置為(x₀,y₀)；確定相應(yīng)的顯微視覺系統(tǒng)的視場分辨率大小、景深大小、像元尺寸、放大倍數(shù)，設(shè)置合適的光源光強(qiáng)；

(1.2)精密定位系統(tǒng)II(3)控制顯微視覺系統(tǒng)I(1)沿定義坐標(biāo)系的X軸方向進(jìn)行掃描，記錄精密定位系統(tǒng)II(3)的位移量為D_x；精密定位系統(tǒng)I(2)控制顯微視覺系統(tǒng)I(1)沿定義坐標(biāo)系的Y軸方向進(jìn)行掃描，記錄精密定位系統(tǒng)I(2)的位移量為D_y，則：

設(shè)置精密定位系統(tǒng)II(3)的步長為Δ_x，精密定位系統(tǒng)I(2)的步長為Δ_y，則精密定位系統(tǒng)的位移量與步長的關(guān)系為：

根據(jù)精密定位系統(tǒng)I、II(2、3)的位移量定義每個(gè)掃描獲取的圖像序列號為則獲取的切片掃描圖像序列建立的矩陣為：

其中：x_N、y_N表示精密定位系統(tǒng)在定義坐標(biāo)系X軸、Y軸方向的最大位移序號；為精密定位系統(tǒng)沿定義坐標(biāo)系X軸、Y軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)在x_i、y_i序號位置時(shí)的位移量；Img_xy為沿定義坐標(biāo)系X軸、Y軸方向運(yùn)動(dòng)作切片掃描時(shí)的切片掃描圖像集合；為在x_i、y_i序號位置時(shí)的切片掃描圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微視場數(shù)字化擴(kuò)展方法，其特征在于，所述切片掃描的精密定位系統(tǒng)II(3)的步長Δ_x以及精密定位系統(tǒng)I(2)的步長Δ_y需要滿足：

Δ_x≤W

Δ_y≤H

其中W、H分別為顯微視覺系統(tǒng)I(1)的顯微視場的寬度和高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微視場數(shù)字化擴(kuò)展方法，其特征在于，所述步驟(2.1)基于計(jì)算機(jī)顯微視覺切片掃描獲取的切片掃描圖像結(jié)合顯微視覺系統(tǒng)的景深重構(gòu)切片掃描圖像的三維切片視場空間的方法如下：

根據(jù)顯微視覺系統(tǒng)I(1)的視場高H，視場寬W以及顯微視覺系統(tǒng)的景深DOF，沿X軸、Y軸掃描的切片掃描圖像序列Img_xy相對應(yīng)的三維切片視場空間大小均為H×W×DOF，根據(jù)切片掃描圖像序列Img_xy，其對應(yīng)的三維切片視場空間S_xy為：

式中為：

其中分別為三維切片視場空間在X軸、Y軸、Z軸方向的范圍。