[发明专利]显微视觉系统显微景深数字化扩展方法及系统

权利要求书

1.一种显微视觉系统显微景深数字化扩展方法，其特征在于，所述显微景深数字化扩展方法包括步骤：

(1)采用计算机显微视觉断层扫描技术获得断层扫描图像序列以及精密定位系统的位移量序列；

(2)根据获得的断层扫描图像序列以及精密定位系统的步长，重构三维断层视场空间，计算三维断层空间数字化信息，得到景深扩展的数字化显微视场空间，实现显微景深数字化扩展；步骤(2)具体包括：

(2.1)利用断层扫描图像序列以及精密定位系统步长序列获取对应的三维断层视场空间序列向量；

(2.2)去除三维断层视场空间以外的信息；

(2.3)对三维断层视场空间序列栅格化及栅格数值化，获取三维断层视场空间的数字化信息；

(2.4)根据三维断层视场空间数字化信息，计算景深扩展的数字化三维显微视场空间S_e，实现显微视场空间的显微景深数字化扩展。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)的计算机显微视觉断层扫描技术包括：

(1.1)确定进行显微视觉断层扫描的精密定位系统的步长、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物镜距定义坐标系原点的垂直距离D_c，显微视觉系统光轴穿过焦平面的图像主点位置为(x₀，y₀)；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，设置合适的光源光强；

(1.2)精密定位系统(1)控制显微视觉系统(2)沿着定义坐标系(7)的坐标轴以一定的运动步长进行图像断层扫描，获得Z轴方向的二维断层扫描图像序列，精密定位系统的步长为Δ，记录断层扫描图像序列为Img_z以及精密定位系统的位移量序列为D_z：

Img_z＝[Img₁ Img₂ … Img_k … Img_N]

D_z＝[D₁ D₂ … D_k … D_N]

其中Img_z为微装配系统中精密定位系统控制显微视觉系统进行断层扫描获取的断层扫描图像序列构建的向量，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，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向量；

精密定位系统第k次运动后位移量D_k与其步长Δ的关系式如下：

D_k＝(k-1)Δ，k＝1，2，…，N。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于断层扫描的精密定位系统运动步长Δ需要满足：Δ≤DOF

其中DOF为进行断层扫描的显微视觉系统的景深。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(2.1)利用获取的断层扫描图像序列结合精密定位系统的步长序列获取对应的三维断层视场空间如下：设置显微视觉系统(2)的视场高为H，视场宽为W，精密定位系统的步长为Δ，沿Z轴扫描的断层图像序列Img_k相对应的三维断层空间大小均为H×W×Δ，获得三维断层视场空间序列向量为：

S_z＝[S₁ S₂ … S_k … S_N]

式中S_k为：

式中x_k、y_k、z_k分别为定义坐标系(7)X轴、Y轴、Z轴方向上的范围，d₂为显微视觉系统(2)的物距。