[发明专利]微装配系统的显微视觉系统的视场与景深数字化扩展方法及系统

权利要求书

1.一种微装配系统的显微视觉系统的显微视场与景深数字化扩展方法，其特征在于：所述方法采用计算机显微视觉断层扫描技术、计算机显微视觉切片扫描技术获得的不同断层位置的切片扫描图像序列实现显微视觉系统视场与景深扩展，步骤如下：

步骤1、沿定义坐标系的Z轴方向进行断层扫描，确定显微视觉系统的焦平面所在的断层位置序列；针对焦平面所在的每个断层位置，利用精密定位系统控制显微视觉系统沿定义坐标系X轴、Y轴方向进行切片扫描，获取各个断层位置的切片扫描图像序列；

步骤2、沿定义坐标系的X轴、Y轴方向上，在不同断层位置的切片扫描图像结合对应断层扫描的精密定位系统的步长重构切片图像的三维切片视场空间，计算各断层位置的三维切片视场空间的数字化信息、各断层位置经过视场扩展的三维断层视场空间数字化信息，在此基础上，计算显微视觉系统经过景深扩展、视场扩展的三维显微视觉空间，从而实现显微视觉系统的视场与景深同时扩展；

(2.1)利用切片扫描图像序列，确定三维切片视场空间信息范围；

(2.2)三维切片视场空间栅格化以及栅格数值化，获取三维切片视场空间数字化信息；

(2.3)根据三维切片视场空间数字化信息，计算显微视场扩展三维断层视场空间的数字化信息；

(2.4)根据沿Z轴方向上焦平面位置对应的视场扩展的三维断层视场空间，计算视场与景深同时扩展的数字化三维显微视场空间，实现显微视觉系统的显微视场与景深扩展。

2.根据权利要求1所述的微装配系统的显微视觉系统的显微视场与景深数字化扩展方法，其特征在于：所述步骤1的获取各个断层位置的切片扫描图像序列具体过程如下：

(1.1)确定作断层扫描的精密定位系统III(4)的步长、运动方向、运动方式、运动速度、初始位置以及初始位置时显微视觉系统焦平面在定义坐标系Z轴方向上的位置为D_F；确定相应的显微视觉系统的视场分辨率大小、景深大小、像元尺寸、放大倍数，设置合适光源光强；

(1.2)精密定位系统III(4)控制显微视觉系统I(1)沿着定义坐标系(12)的Z轴方向以一定的运动步长进行断层扫描获得Z轴方向的位移量序列，精密定位系统的步长为Δ_z，记录断层位置序列以及精密定位系统的位移量序列如下：

其中z_N为精密定位系统控制显微视觉系统沿Z轴方向扫描的次数，T_z为显微视觉系统焦平面所在的断层位置序列构建的向量；D_z为精密定位系统控制显微视觉系统进行断层扫描时的位移序列构成的向量，精密定位系统III(4)第z_k次运动后位移量与其步长Δ_z的关系式如下：

z_k＝z₁,z₂,…,z_N；

(1.4)精密定位系统II(3)控制显微视觉系统I(1)沿着定义坐标系的X轴方向进行扫描，记录精密定位系统II(3)的位移为精密定位系统I(2)控制显微视觉系统I(1)沿着定义坐标系的Y轴方向进行扫描，记录精密定位系统I(2)的位移为则：

设置精密定位系统II(3)的步长为Δ_x，精密定位系统I(2)的步长为Δ_y，则精密定位系统的位移与步长的关系为：

x_k＝x₁,x₂,…,x_N

y_k＝y₁,y₂,…,y_N

根据精密定位系统I、II(2、3)的位移量定义每个扫描获取的图像序列号为则获取的切片扫描图像序列建立的矩阵为：

其中x_N、y_N表示精密定位系统在定义坐标系X轴、Y轴方向的扫描的最大次数；为显微视觉系统焦平面断层位置时精密定位系统II(3)和精密定位系统I(2)分别沿着定义坐标系X轴、Y轴方向运动时在x_k、y_k序号位置时的位移量；为显微视觉系统焦平面断层位置时沿着X轴、Y轴方向运动作切片扫描时的切片扫描图像序列构成的矩阵；为切片扫描图像矩阵中在x_k、y_k序号位置时的切片扫描图像。