[发明专利]基于相机阵列的薄片叠层计数装置与方法

权利要求书

1.一种基于相机阵列的薄片叠层计数装置的薄片叠层计数方法，其特征在于：包括步骤如下：

步骤1：旋转角矫正；

步骤2：尺度矫正；

步骤3：定位重叠直线；

步骤4：待测叠层薄片计数；

所述步骤1包括步骤如下：

1.1从计数装置的毗邻相机中采集2维图像Ⅰ I₁(x，y)和2维图像Ⅱ I₂(x，y)，x代表图像像素行坐标，y代表图像像素列坐标，对2维图像Ⅰ I₁(x，y)进行FFT频率分解得f₁(w，Φ，z)，其中w代表频率，Φ代表相位，z代表行数；

1.2从f₁(w，Φ，z)各行中提取各行基波频率W(z)，利用统计分析法从W(z)中提取图像总基波频率W₁；利用总基波频率W₁对应的相位Φ_i，1运算获取图像与x轴的偏差角度α₁；

1.3对2维图像Ⅱ I₂(x，y)进行相同操作，获取图像与x轴的偏差角度α₂，并相应得出两图像的旋转差角α：

α＝α₁-α₂ (1)

1.4对2维图像Ⅰ I₁(x，y)进行α角的仿射变换即可获得角度矫正后的2维图像ⅢH₁(u，v)；仿射变换公式如下：

其中反射变换后得到角度矫正后的2维图像Ⅲ与2维图像Ⅱ之间消除了角度差异；

所述步骤2包括如下步骤：

2.1利用步骤1中提取图像总基波频率的方法对角度矫正后的2维图像ⅢH₁(u，v)提取总基波频率W_h，利用W_h和2维图像Ⅱ的总基波频率W₂的比例信息求取2维图像Ⅲ与2维图像Ⅱ的尺度比例c：

c＝(W₂*L_h)/(W_h*L₂) (3)

式中，L₂与L_h分别为2维图像ⅡI₂(x，y)与2维图像ⅢH₁(u，v)水平方向的分辨率宽度；

2.2利用仿射变换公式对2维图像Ⅲ再进行一次仿射变换，其中经过再一次仿射变换后得到的2维图像IV与2维图像Ⅱ又消除了尺度差异，即该两幅图像已经处在同一偏差角和放大倍率下；

所述步骤3包括如下步骤：

3.1进行相关性度量，从A处获取2维图像Ⅱ中的1维截线信号作为匹配用模板信号，并将模板信号起始坐标(x₀，y₀)置于纸张间缝隙即1维截线信号波谷处；

3.2通过坐标(x₀，y₀)和2维图像Ⅱ与x轴的偏差角度α₂，确定2维图像Ⅱ的模板直线B₂；

3.3在矫正后2维图像IV中的待搜索区域C中利用ZNcc算子计算模板信号在该区域中的相关性；

3.4对相关性结果进行优化并获取配准直线，具体步骤如下：

3.4.1遍历相关性度量结果，找出相关性大于0.8的所有坐标{x_i，y_i}，将坐标集{x_i，y_i}置于新的二值图像Z(x，y)中；

3.4.2利用霍夫变换公式将Z(x，y)从笛卡尔坐标系x-y映射到霍夫域p-θ中；

3.4.3在霍夫域p-θ中搜索正弦曲线相交最多的交点坐标，并将该交点坐标反变换到笛卡尔坐标系下，该变换后的直线即为要找的投票数最高的配准直线B₁；

3.5定位重叠直线，将配准直线B₁与模板直线B₂映射到2维图像Ⅰ、2维图像Ⅱ中，即获取重叠直线B₁、B₂在角度和尺度矫正前原图中的位置；将直线B₂保持不变，继续将配准直线B₁进行角度与尺度矫正的逆变换，逆变换过程即在仿射变换公式左边同乘以R的逆，使得直线B₁映射到2维图像Ⅰ中；此时，B₁逆变换得到的直线b₁与直线B₂就是2维图像Ⅰ、Ⅱ的重叠直线；

所述步骤4包括：将重叠直线在脊线图中的位置标于其上，将脊线图中直线b₁左边计数结果、直线B₂右边的计数结果以及利用该方法计得的其他图像序列的计数结果相加，即得待测叠层薄片的总数。