[发明专利]用于操纵对象以进行成像的系统和方法

说明书

一种用于操纵对象以便由成像装置进行成像的方法，所述方法包括以下步骤：将对象围绕旋转轴线旋转到多个角度位置；在所述多个角度位置中的每一个获取对象的图像；以及对所述多个角度位置确定对象所需的相应平移，所述平移沿着大体垂直于旋转轴线的平面；其中相应的平移被布置成将对象对准到旋转轴线上以便保持对象处于成像装置的视域内。

技术领域

本发明涉及成像领域，且具体地但非排他性地涉及用于将对象对准到成像装置视域，以便在不同的角度位置对被转动的对象进行成像的系统和方法。

背景技术

在许多应用中，诸如微缺陷检测、精确操纵、和原位材料表征等的应用，在小尺度下以高的放大倍率和大的视区对对象进行成像是理想的。显微成像技术是其中一种适于这些应用的技术。这是因为显微成像装置可对微米或纳米尺寸的样本对象以高达纳米级的分辨率进行成像，并且通过移动样本台并对在不同位置下的样本对象在同一平面上成像，可获得大的显微视区。

尽管有这些优点，但是大部分现有的显微镜系统仅可从一个固定的方向进行成像。因此，样本对象的一些其它表面没有成像，导致信息丢失。更重要的是，从单一表面所获得的信息通常是不完整的，且因此不能完全反映对象的整体特性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于操纵对象以便由成像装置进行成像的方法，所述方法包括以下步骤：将对象围绕旋转轴线旋转到多个角度位置；在所述多个角度位置中的每一个获取对象的图像；以及对所述多个角度位置确定对象所需的相应平移，所述平移沿着大体垂直于旋转轴线的平面；其中相应的平移被布置成将对象对准到旋转轴线上以便保持对象处于成像装置的视域内。

在第一方面的一个实施例中，所述旋转轴线大体垂直于成像装置的成像轴线，以及所述平面大体平行于所述成像装置的成像轴线。

在第一方面的一个实施例中，所述多个角度位置包括第一角度位置、第二角度位置和第三角度位置，其中第一角度位置和第二角度位置之间的角度间隔与第二角度位置和第三角度位置之间的角度间隔相同。

在第一方面的一个实施例中，在步骤(c)中在多个角度位置的每一个中确定对象所需平移的步骤包括：将在对象空间中的对象的位置映射到在图像空间中的图像上该对象的位置；以及基于对象在图像空间中在图像中的位置差异来确定对象在对象空间中所需的平移。

在第一方面的一个实施例中，基于下述公式将在对象空间中的对象位置[x_N，y_N，z_N]^T映射到在图像空间中的图像上该对象的位置[x_M，y_M，z_M]^T：

其中

θ_x，θ_y和θ_z是对象空间相对于图像空间分别围绕在图像空间中的旋转轴线X_M，Y_M和Z_M的旋转角度；[x_T，y_T，z_T]^T是对象空间和图像空间之间的平移；以及u是图像中像素的尺寸。

在第一方面的一个实施例中，在对象空间中的对象的位置是对象的目标点在对象空间中的位置。

在第一方面的一个实施例中，该方法还包括使用Canny边缘检测算法在对象空间中选择对象的目标点的步骤。

在第一方面的一个实施例中，对于特定角度间隔的对象所需的平移是基于下述公式来确定的：