[发明专利]一种多目立体成像显微镜及成像方法

权利要求书

1.一种多目立体成像显微镜，其特征在于，包括：镜筒结构、显微镜主体支架结构和电动载物平台；显微镜主体支架结构用于夹持固定各个镜筒结构，并调节各个镜筒之间的工作距离；显微镜主体支架结构中的环状支架的右侧设置有握臂，握臂通过铰支座与电动载物平台连接。

2.如权利要求1所述的多目立体成像显微镜，其特征在于，镜筒结构包括CCD电子目镜、可组装镜筒和可拆卸物镜；CCD电子目镜用于采集由可组装镜筒传输来的光信号，将其转换为电信号，并通过USB数据线上传至PC上位机；可组装镜筒用于连接CCD电子目镜和可拆卸物镜，可组装镜筒两端具有螺纹接口，耦合两侧的镜头；可拆卸物镜用于采集载物台上样本的物象，并投射入可组装镜筒中。

3.如权利要求1所述的多目立体成像显微镜，其特征在于，镜筒结构数目大于2个。

4.如权利要求1所述的多目立体成像显微镜，其特征在于，显微镜主体支架结构包括环形支架、粗调螺旋和微调螺旋；粗调螺旋位于环形支架侧后方，用于整体调节支架高度，从而对镜筒结构组实现整体上下位移，调节其工作距离；细调螺旋位于环形支架内测卡槽旁，用于调节单个镜筒结构的工作距离。

5.如权利要求4所述的多目立体成像显微镜，其特征在于，环形支架为一中空环形金属支架，沿环形的内边缘按照一定角度排列若干镜筒卡槽，固定镜筒结构，调节各镜筒的夹角。

6.如权利要求1所述的多目立体成像显微镜，其特征在于，电动载物平台包括反光镜、电动平台和样品固定夹；反光镜位于多目立体显微镜底座前侧，用于引导光源发射的白光进入载物台的通光孔；电动平台用于沿X、Y方向定量精确移动样品，实现一系列样品图像的观测；样品固定夹用于夹持样品，防止其在电动平台移动时滑动平移，提高系统的精确性。

7.一种如权利要求1所述的多目立体成像显微镜的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)拍摄棋盘格标定板，使用两步标定法，进行多目CCD电子目镜的相机标定，确定各个目镜的相对位置；

(2)根据步骤(1)得到的相机参数，对拍摄的样品进行图像配准，为立体重建做准备；

(3)使用改良后专用于显微镜匹配算法SLM-SGBM对样品进行特征点立体匹配；

(4)对步骤(3)得到的视差图使用优化算法进行视差优化，得到最终的立体匹配结果。

8.如权利要求7所述的多目立体成像显微镜的成像方法，其特征在于，步骤(1)中，使用两步标定法进行相机标定，首先根据公式(1)通过一步标定获得准确的放大倍率β，同时根据显微镜固有的工作距离u进行计算，由公式(2)得到真实的CCD电子目镜的焦距，从而得到其内参矩阵I；

其中，β表示显微镜的放大倍率，f表示显微镜通过单步标定得到的伪焦距，Δz表示显微镜通过单步标定得到的在z方向上的偏移量，u表示显微镜固有的工作距离，与物镜的放大倍率相关，f_x,f_y分别表示显微镜在x,y方向上的焦距，u,v表示CCD电子目镜在x,y方向上的分辨率。

9.如权利要求7所述的多目立体成像显微镜的成像方法，其特征在于，步骤(3)中，使用改良后专用于显微镜匹配算法SLM-SGBM对样品进行特征点立体匹配具体为：使用水平Sobel算子对图像A进行预处理，并用一个函数将其映射成一个新的图像B，将原图经采样的方法得到的SAD代价与新图所提供的梯度代价进行聚合，使用动态规划算法得到初步的立体匹配结果。

10.如权利要求7所述的多目立体成像显微镜的成像方法，其特征在于，步骤(4)中，使用唯一性检测、亚像素插值以及左右一致性检测算法对匹配结果进行后处理，得到最终的高精度立体匹配结果。