[發明專利]一種基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法及相關裝置

在審

• 申請號: 202111397466.6
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114202490A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 彭業萍;陳煒彬;曹廣忠
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/11;G06T7/55;G06T15/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 溫宏梅

1.一種基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待重構磨損顆粒的多聚焦圖像序列；

采用差分進化算法確定所述多聚焦圖像序列對應的劃分參數，并基于所述劃分參數對所述多聚焦圖像序列中的各聚焦圖像進行區域劃分，以得到各聚焦圖像各自對應的若干圖像塊；

計算劃分得到的各圖像塊的聚焦度值，并基于各圖像塊的聚焦度值將所述多聚焦圖像序列融合以得到融合圖像；

確定所述融合圖像中的各像素點的深度值，以得到所述待重構磨損顆粒對應的重構圖像。

2.根據權利要求1所述基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法，其特征在于，所述多聚焦圖像序列為通過多聚焦圖像采集裝置采集得到的，其中，所述多聚焦圖像采集裝置包括設置有載物臺的工作臺、設置于所述工作臺上的立柱，以及連接于所述立柱上的采集組件和驅動機構，所述驅動機構與所述采集組件相連接并驅動所述采集組件沿所述立柱向靠近或遠離所述載物臺的方向運動；所述采集組件包括沿立柱延伸方向布置的相機、環形光源以及鏡頭，所述載物臺位于所述鏡頭下方。

3.根據權利要求1所述基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法，其特征在于，所述獲取待重構磨損顆粒的多聚焦圖像序列之后，所述方法還包括：

對于多聚焦圖像序列中任意兩個相鄰聚焦圖像，檢測兩個相鄰聚焦圖像中的第一聚焦圖像的SIFT特征點和兩個相鄰聚焦圖像中的第二聚焦圖像的SIFT特征點；

采用KLT算法將所述第一聚焦圖像的SIFT特征點與所述第二聚焦圖像的SIFT特征點進行匹配，并基于匹配后的各SIFT特征點確定所述第一聚焦圖像和所述第二聚焦圖像間的仿射變換矩陣；

以所述多聚焦圖像序列中的第一幀聚焦圖像作為參考圖像，基于各相鄰聚焦圖像間的仿射變換矩陣，對所述多聚焦圖像序列中的各聚焦圖像進行運動補償以配準所述多聚焦圖像序列。

4.根據權利要求1所述基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法，其特征在于，所述采用差分進化算法確定所述多聚焦圖像序列對應的劃分參數具體包括：

隨機生成初始種群，其中，所述初始種群包括若干初始劃分參數；

對于初始種群中的每個初始劃分參數，基于所述初始劃分參數對所述多聚焦圖像序列中的各聚焦圖像進行區域劃分以得到各聚焦圖像各自對應的若干圖像塊；計算劃分得到的各圖像塊的聚焦度值，并基于各圖像塊的聚焦度值將所述多聚焦圖像序列進行融合以得到融合圖像；

分別計算各融合圖像的全局聚焦度值，基于各融合圖像的全局聚焦度值在所述初始種群中選取目標劃分參數；

基于目標劃分參數通過交叉變異操作形成中間種群，并基于所述中間種群作和所述初始種群確定新一代種群；

將新一代種群作為初始種群并繼續執行對于初始種群中的每個初始劃分參數，基于所述初始劃分參數對所述多聚焦圖像序列中的各聚焦圖像進行區域劃分的步驟直至滿足迭代終止條件，以得到所述多聚焦圖像序列對應的劃分參數。

5.根據權利要求1或4所述基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法，其特征在于，所述計算劃分得到的各圖像塊的聚焦度值具體包括：

對所述多聚焦圖像序列中的每個聚焦圖像進行非下采樣小波變換，以得到各聚焦圖像中的各像素點的總高頻系數；

計算各圖像塊中的各像素點的總高頻系數之和，以得到各圖像塊的聚焦度值。

6.根據權利要求1所述基于多聚焦圖像的磨損顆粒表面重構方法，其特征在于，所述基于各圖像塊的聚焦度值將所述多聚焦圖像序列融合以得到融合圖像具體包括：

對于對應相同區域位置的若干圖像塊，選取若干圖像塊中聚焦度值最大的圖像塊作為目標圖像塊，以得到各區域位置各自對應的目標圖像塊；

將各區域位置各自對應的目標圖像塊拼接以得到融合圖像。