[发明专利]多通道相移干涉图的配准方法、装置和成像方法、系统

说明书

本发明公开了一种多通道相移干涉图的配准方法、装置和成像方法、系统，涉及图像处理领域，方法包括建立各相机靶面之间的空间位姿变换矩阵；通过所述空间位姿变换矩阵计算成像点在各相机靶面的坐标值，本发明通过采用建立各相机靶面之间的空间位姿变换矩阵进行多通道相移干涉图的配准，克服现有技术中存在操作过程复杂，计算耗时长的技术问题，实现了一种方法简单，计算速度快的多通道相移干涉图的配准方法。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是一种多通道相移干涉图的配准方法、装置和成像方法、系统。

背景技术

相移干涉技术可实现相位的快速恢复，利于对测量目标的三维轮廓进行实时监测，已经广泛地应用于细胞检测、数字全息等领域。相移干涉成像系统是通过多个通道中干涉图每一对应点的光强分布换算出相位信息，得到每一点的高度信息，实现目标的三维重构。

图像配准是将两幅或多幅图像进行匹配的过程，通过图像配准可以获取到两幅图像之间的坐标关系。在相移干涉成像系统中，可通过图像配准可以找出测量物体点在不同通道中的坐标值，因此，不同通道中干涉图的配准，是获得高精度相位恢复的关键。

现有的相移干涉成像系统中，以两个通道相位差的最小均方根误差(RMSE)作为评判依据，实现两个通道干涉图的配准。首先通过人眼观察，保证两个通道中干涉图在成像靶面的位置基本一致。接着采用时域相移干涉法在每个通道采集不同时刻的多幅干涉图，利用多步相移法恢复每个通道的相位。以一个通道为基准，上下、左右按整像素移动另一个通道的干涉图，直至两个通道的相位差RMSE值最小。最后，根据该移动参数，调节两步相移干涉中两个通道干涉图的几何位置，保证对应点的像素坐标一致，实现高精度的相位恢复，这样的调节方式需要生成多幅不同相移量的干涉图，需要反复调节，操作过程复杂，计算耗时长。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种方法简单，计算速度快的一种多通道相移干涉图的配准方法。

为此，本发明的第二个目的是提供一种方法简单，计算速度快的一种多通道相移干涉图的配准装置。

本发明的第三个目的是提供一种方法简单，计算速度快的一种多通道相移干涉成像方法。

本发明的第四个目的是提供一种方法简单，计算速度快的一种多通道相移干涉成像系统。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种多通道相移干涉图的配准方法，包括如下步骤：

建立各相机靶面之间的空间位姿变换矩阵；

通过所述空间位姿变换矩阵计算成像点在各相机靶面的坐标值。

进一步地，所述建立各相机靶面的空间位姿变换矩阵包括如下步骤：

将参考物体置于所述相移干涉仪的成像物面中，记录所述参考物体的预设点在各相机靶面的坐标，

根据所述参考物体的预设点在各相机靶面的坐标值计算所述空间位姿变换矩阵的元素值。

进一步地，所述参考物体的预设点包括所述参考物体的角点。

进一步地，所述参考物体包括棋盘格。

进一步地，所述根据所述参考物体的预设点在各相机靶面的坐标值计算所述空间位姿变换矩阵的元素值包括最小二乘法。

第二方面，本发明提供一种多通道相移干涉图的配准装置，包括：

空间位置矩阵计算模块，用于计算各相机靶面之间的空间位姿变换矩阵；

配准模块，用于通过所述空间位姿变换矩阵计算成像点在各相机靶面中的坐标值。