[發明專利]顯微視覺系統顯微景深數字化擴展方法及系統

有效

• 申請號: 201810622582.5
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108955562B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王代華;王坎;高賢永
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種顯微視覺系統顯微景深數字化擴展方法，其特征在于，所述顯微景深數字化擴展方法包括步驟：

(1)采用計算機顯微視覺斷層掃描技術獲得斷層掃描圖像序列以及精密定位系統的位移量序列；

(2)根據獲得的斷層掃描圖像序列以及精密定位系統的步長，重構三維斷層視場空間，計算三維斷層空間數字化信息，得到景深擴展的數字化顯微視場空間，實現顯微景深數字化擴展；步驟(2)具體包括：

(2.1)利用斷層掃描圖像序列以及精密定位系統步長序列獲取對應的三維斷層視場空間序列向量；

(2.2)去除三維斷層視場空間以外的信息；

(2.3)對三維斷層視場空間序列柵格化及柵格數值化，獲取三維斷層視場空間的數字化信息；

(2.4)根據三維斷層視場空間數字化信息，計算景深擴展的數字化三維顯微視場空間S_e，實現顯微視場空間的顯微景深數字化擴展。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(1)的計算機顯微視覺斷層掃描技術包括：

(1.1)確定進行顯微視覺斷層掃描的精密定位系統的步長、運動方向、運動方式、運動速度、初始位置以及初始位置時顯微視覺系統物鏡距定義坐標系原點的垂直距離D_c，顯微視覺系統光軸穿過焦平面的圖像主點位置為(x₀，y₀)；確定相應的顯微視覺系統的視場分辨率大小、景深大小、像元尺寸、放大倍數，設置合適的光源光強；

(1.2)精密定位系統(1)控制顯微視覺系統(2)沿著定義坐標系(7)的坐標軸以一定的運動步長進行圖像斷層掃描，獲得Z軸方向的二維斷層掃描圖像序列，精密定位系統的步長為Δ，記錄斷層掃描圖像序列為Img_z以及精密定位系統的位移量序列為D_z：

Img_z＝[Img₁ Img₂ … Img_k … Img_N]

D_z＝[D₁ D₂ … D_k … D_N]

其中Img_z為微裝配系統中精密定位系統控制顯微視覺系統進行斷層掃描獲取的斷層掃描圖像序列構建的向量，N為精密定位系統控制顯微視覺系統沿Z軸方向掃描的次數，D_z為精密定位系統控制顯微視覺系統進行斷層掃描時的位移向量；

精密定位系統第k次運動后位移量D_k與其步長Δ的關系式如下：

D_k＝(k-1)Δ，k＝1，2，…，N。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于斷層掃描的精密定位系統運動步長Δ需要滿足：Δ≤DOF

其中DOF為進行斷層掃描的顯微視覺系統的景深。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于：所述步驟(2.1)利用獲取的斷層掃描圖像序列結合精密定位系統的步長序列獲取對應的三維斷層視場空間如下：設置顯微視覺系統(2)的視場高為H，視場寬為W，精密定位系統的步長為Δ，沿Z軸掃描的斷層圖像序列Img_k相對應的三維斷層空間大小均為H×W×Δ，獲得三維斷層視場空間序列向量為：

S_z＝[S₁ S₂ … S_k … S_N]

式中S_k為：

式中x_k、y_k、z_k分別為定義坐標系(7)X軸、Y軸、Z軸方向上的范圍，d₂為顯微視覺系統(2)的物距。