[發明專利]一種基于TIE的相位成像方法、裝置及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 201910547569.2
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110411981A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉曉利;張璐;湯其劍;彭翔
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/17
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 趙勝寶

本發明實施例公開了一種基于TIE的相位成像方法、裝置及可讀存儲介質，控制雙相機對標準棋盤格進行同步單幀成像，得到標準棋盤格的正離焦圖像和負離焦圖像；分別提取正離焦圖像和負離焦圖像中的角點；基于正離焦圖像的角點坐標位置以及負離焦圖像的角點坐標位置，求解單應矩陣；根據求得的單應矩陣將其中一個離焦圖像相對另一個離焦圖像進行視場矯正；通過完成視場矯正后的雙相機動態相位成像系統，對預設的實驗樣品進行相位成像。通過本發明的實施，利用標準棋盤格所成的像來計算單應矩陣，利用單應矩陣對其中一個相機的視場圖像進行矯正，可以達到亞像素級匹配精度，保證了TIE相位成像系統的精度，提高了成像效果。

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種基于TIE的相位成像方法、裝置及可讀存儲介質。

背景技術

光強傳輸方程(Transport of intensity equation,TIE)在1983年首次被提出，是一種定量恢復相位的非干涉相位成像方法，光強傳輸方程由亥姆霍茲方程在傍軸近似條件下推導得出，表述了在光軸方向上光強度變化量與光軸垂直的平面上光波相位的定量關系。該方法無需干涉，受噪聲影響小，且無需復雜的光路結構和相位展開計算。

TIE通過移動CCD相機以獲取與光軸垂直的平面上光強變化，但是該移動操作會引入額外誤差并會降低采集速度，為了提升速度，避免該圖像采集過程中的機械移動，有諸多基于TIE的動態定量相位成像方法被提出，其中一種則是利用在顯微鏡雙目鏡筒處安裝雙相機實現單次曝光獲得離焦圖，盡管在雙目鏡上配置雙相機的方法結構簡單緊湊且成本低，可以在不丟失空間分辨率的情況下同時獲得負離焦圖像和正離焦圖像，但是由于兩個相機安裝誤差及目鏡加工誤差，使得兩相機采集到的圖像視場不能完全匹配，成像效果不佳。

發明內容

本發明實施例的主要目的在于提供一種基于TIE的相位成像方法、裝置及可讀存儲介質，至少能夠解決相關技術中在進行基于TIE的動態定量相位成像時，雙相機所采集到的圖像視場不能完全匹配，成像系統精度低、成像效果不佳的問題。

為實現上述目的，本發明實施例第一方面提供了一種基于TIE的相位成像方法，應用于基于TIE的雙相機動態相位成像系統，所述雙相機動態相位成像系統的雙目鏡筒上配置有雙相機，其中一個目鏡筒與對應配置的相機之間設置有銅環，該方法包括：

控制所述雙相機對標準棋盤格進行同步單幀成像，得到所述標準棋盤格的正離焦圖像和負離焦圖像；

分別提取所述正離焦圖像和負離焦圖像中的角點；所述角點為棋盤格上每相鄰的兩個格子所重合的頂點；

基于所述正離焦圖像的角點坐標位置以及所述負離焦圖像的角點坐標位置，求解單應矩陣；

根據求得的單應矩陣將其中一個離焦圖像相對另一個離焦圖像進行視場矯正；

通過完成所述視場矯正后的所述雙相機動態相位成像系統，對預設的實驗樣品進行相位成像。

為實現上述目的，本發明實施例第二方面提供了一種基于TIE的相位成像裝置，應用于基于TIE的雙相機動態相位成像系統，所述雙相機動態相位成像系統的雙目鏡筒上配置有雙相機，其中一個目鏡筒與對應配置的相機之間設置有銅環，該裝置包括：

控制模塊，用于控制所述雙相機對標準棋盤格進行同步單幀成像，得到所述標準棋盤格的正離焦圖像和負離焦圖像；

提取模塊，用于分別提取所述正離焦圖像和負離焦圖像中的角點；所述角點為棋盤格上每相鄰的兩個格子所重合的頂點；

求解模塊，用于基于所述正離焦圖像的角點坐標位置以及所述負離焦圖像的角點坐標位置，求解單應矩陣；

矯正模塊，用于根據求得的單應矩陣將其中一個離焦圖像相對另一個離焦圖像進行視場矯正；