[发明专利]显微视觉下多焦面物体成像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉及图像处理领域，尤其涉及一种显微视觉下多焦面物体成像的方法。

背景技术

在对微小物体进行视觉检测时，由于微小物体的深度远远大于显微相机的景深，从而导致通过显微相机的一次聚焦无法得到整个物体的清晰图像。现有的多焦面图像融合方法大多是采用小波变换的方法。该方法在多焦面图像融合上有着较好的效果，但是没有给出获取物体在三维空间的深度信息的方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种显微视觉下多焦面物体成像的方法，以得到物体在三维空间的深度信息。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种显微视觉下多焦面物体成像的方法，包括：将相机沿着主光轴方向移动，采集若干幅多焦面物体的图像，构成图像序列，该若干幅图像记录多焦面物体成像由模糊至清晰、再至模糊的过程；对图像序列中的各图像进行校准，使各图像对应的多焦面物体所在表面的区域相同；对图像序列中的每一幅图像，将其划分为m行n列的子区域，并对每一子区域图像进行清晰度评价，得到每一子区域图像的清晰度评价函数值；对于每一子区域，找出其清晰度评价函数值最大时对应的图像序号，得到此时相机相对物体的位置，通过相机相对物体的位置信息得到该子区域在三维空间的深度信息。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明显微视觉下多焦面物体成像的方法具有以下有益效果：

(1)利用图像序列在垂直方向上进行相同子区域比较，能够快速定位物体该区域的深度信息；

(2)采用Sobel算子对图像进行清晰度评价，相比快速傅里叶变换的方法有效提高了计算速度；

(3)通过物体的多焦面图像进行重新组合得到物体的二维图像，图像清晰度高，效果显著。

附图说明

图1为本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法的流程图；

图2为本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法中显微相机采集图像过程的示意图；

图3为本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法中图像校准过程的示意图；

图4为本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法中图像划分为m行n列子区域的示意图；

图5A-图5T显微相机在从初始位置开始，采集的20幅经过校准后的图像；

图6经过本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法处理的物体表面的三维图像；

图7经过本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法处理后的二维清晰图像；

图8经过本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法得到的最终二维图像。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

为了得到微小物体在三维空间的深度信息和完整清晰图像，本发明提出一种显微视觉下多焦面物体成像的方法。该方法利用显微相机拍摄微小物体表面在不同焦面上的图像，然后通过对相机与物体的位置信息及拍摄的图像序列进行综合处理，获得物体在三维空间上的深度信息及物体清晰的二维图像。

图1为根据本发明实施例显微视觉下多焦面物体成像方法的流程图。如图1所示，本实施例显微视觉下多焦面物体成像方法包括下述步骤：

步骤A，如图2所示，将显微相机的镜头与放置微小物体的载物台平行放置。然后调节相机的位置，使相机远离物体，当相机所成物体的像的各个区域均较模糊的时候，停止移动相机，将此位置作为相机的初始位置。采集相机初始位置时物体的图像。然后将相机沿着主光轴方向靠近物体，并且每次移动的距离相同。每移动一次便用相机采集一次物体的图像。直到相机所成物体的像的各个区域又变得较模糊时，停止移动相机。这样就会得到图像序列。图像序列的序号分别对应相机相对物体不同的位置；

相机采集图像过程需注意：

(1)微相机的镜头需与放置物体的载物台平行放置；