[发明专利]一种暗场显微大视场自动拼接成像方法

说明书

本发明公开了一种暗场显微大视场自动拼接成像方法，在获取图像的方法上面创新性的提出了采用二次成像的方法，第一次成像采用恒定光源，恒定曝光及光圈以获得背景均匀的子孔径图像，第二次成像自适应曝光，结合带通滤波器的理论推导，对第二次成像使用潜在目标检测分析，检测图像中的目标物并对其进行合理一致的拉伸，对两次成像融合构建新的背景和目标图像；通过图像算法自动拼接。本发明提出的二次成像方法，对于第一次成像能够获得背景均匀的子孔径图像，能够稳定的保证拼接时子孔径背景的均匀性和弱化拼接的缝隙，对于第二次成像能有效凸显不同尺寸的样品瑕疵，稳定且高效。

技术领域

本发明涉及光学成像与图像处理技术，尤其涉及一种暗场显微大视场自动拼接成像方法。

背景技术

当前，图像拼接在军事，医学，天文等各个领域都有着越来越重要的作用。然而，由于技术发展以及对于子孔径图像的获取方面的限制，所得到的拼接图像不可避免的存在一定的灰度差和拼接缝隙。毫无疑问，对于子孔径图像获取装置的改善以及对于图像的一些均衡化处理是一种可以有效提高拼接图像质量的方法。

目前，在光学成像领域，基于对整个成像链路的研究，已经有了一定的研究。杨甬英教授提出一套暗场显微成像装置，分析确立了一个基于暗场的光学元件表面疵病的光学显微成像体系，此体系的光源采取的是可调卤素灯，此光源契合国际对疵病检测请求的尺度光源，同时采取了光纤冷光源照明手艺避免光学元件的表象热形变。采集图像时，照射在光学系统仪器表面的光经过表面的反光从另一端口出射，这些因为仪器表面的疵病所形成的散射光则最终会进入成像系统中，并经过显微放大系统收集并成像在CCD上，最后得到的图像是一个在暗背景下的亮像。

该装置对于暗场疵病的检测有着重大的意义，但是仍旧存在着问题。对于光照问题，装置采用的是光直接照射到整个元件表面，这就导致了对于所获取的子孔径图像会存在着灰度差的问题，导致在拼接过程中会出现明显的痕迹；同时在移动镜头过程中会造成一些偏移，导致在图像拼接配准过程中造成竖直方向上的匹配错误。

发明内容

本发明提供一种暗场显微大视场自动拼接成像方法及装置，能有效凸显不同尺寸的样品瑕疵，消除子孔径之间的拼接缝隙与拼接后的背景不均匀性。

为解决上述问题，本发明通过采用光学成像的手段，配合计算机的潜在目标检测分析，实现图像的融合拼接。具体技术方案如下：

一种暗场显微大视场自动拼接成像方法，包括如下步骤：

步骤一、设计一个暗场显微成像装置，装置主要由光学显微镜，标准光源以及红外激光装置构成；

步骤二、在设计完成的成像装置上进行二次成像，所获的子孔径图像分别为M_i和N_i(i＝1,2,3...n)；

步骤三、针对于第二次成像，采用潜在目标检测分析的方法，找出潜在目标的位置并对其进行合理的拉伸操作；

步骤四、将两次成像后处理的图像进行加权融合，获得新的明暗凸显，背景均匀的子孔径图像P_i；

步骤五、将新获得的子孔径图像P_i(i＝1,2,3...n)进行直接拼接。

进一步的，步骤二中，保持标准光源与光学显微镜一起移动，以保证对于每次成像所给定的光照一致。

进一步的，步骤二中，第一次成像给定其恒定光源，恒定的曝光时间以及光圈，获得背景均匀的子孔径图像M_i，以保证在拼接时能够保证子孔径图像均匀过渡；第二次成像设定自定义曝光时间，以获得明亮凸显的子孔径图像N_i。

进一步的，步骤三中，采用带通滤波器理论推导，假设输入子孔径图像为O，对于其中任意像素(x,y)，将其通过带通滤波器处理后的绝对值作为对应像素处为显著性值：