[发明专利]一种基于TIE的相位成像方法、装置及可读存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种基于TIE的相位成像方法、装置及可读存储介质，控制双相机对标准棋盘格进行同步单帧成像，得到标准棋盘格的正离焦图像和负离焦图像；分别提取正离焦图像和负离焦图像中的角点；基于正离焦图像的角点坐标位置以及负离焦图像的角点坐标位置，求解单应矩阵；根据求得的单应矩阵将其中一个离焦图像相对另一个离焦图像进行视场矫正；通过完成视场矫正后的双相机动态相位成像系统，对预设的实验样品进行相位成像。通过本发明的实施，利用标准棋盘格所成的像来计算单应矩阵，利用单应矩阵对其中一个相机的视场图像进行矫正，可以达到亚像素级匹配精度，保证了TIE相位成像系统的精度，提高了成像效果。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种基于TIE的相位成像方法、装置及可读存储介质。

背景技术

光强传输方程(Transport of intensity equation,TIE)在1983年首次被提出，是一种定量恢复相位的非干涉相位成像方法，光强传输方程由亥姆霍兹方程在傍轴近似条件下推导得出，表述了在光轴方向上光强度变化量与光轴垂直的平面上光波相位的定量关系。该方法无需干涉，受噪声影响小，且无需复杂的光路结构和相位展开计算。

TIE通过移动CCD相机以获取与光轴垂直的平面上光强变化，但是该移动操作会引入额外误差并会降低采集速度，为了提升速度，避免该图像采集过程中的机械移动，有诸多基于TIE的动态定量相位成像方法被提出，其中一种则是利用在显微镜双目镜筒处安装双相机实现单次曝光获得离焦图，尽管在双目镜上配置双相机的方法结构简单紧凑且成本低，可以在不丢失空间分辨率的情况下同时获得负离焦图像和正离焦图像，但是由于两个相机安装误差及目镜加工误差，使得两相机采集到的图像视场不能完全匹配，成像效果不佳。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于TIE的相位成像方法、装置及可读存储介质，至少能够解决相关技术中在进行基于TIE的动态定量相位成像时，双相机所采集到的图像视场不能完全匹配，成像系统精度低、成像效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种基于TIE的相位成像方法，应用于基于TIE的双相机动态相位成像系统，所述双相机动态相位成像系统的双目镜筒上配置有双相机，其中一个目镜筒与对应配置的相机之间设置有铜环，该方法包括：

控制所述双相机对标准棋盘格进行同步单帧成像，得到所述标准棋盘格的正离焦图像和负离焦图像；

分别提取所述正离焦图像和负离焦图像中的角点；所述角点为棋盘格上每相邻的两个格子所重合的顶点；

基于所述正离焦图像的角点坐标位置以及所述负离焦图像的角点坐标位置，求解单应矩阵；

根据求得的单应矩阵将其中一个离焦图像相对另一个离焦图像进行视场矫正；

通过完成所述视场矫正后的所述双相机动态相位成像系统，对预设的实验样品进行相位成像。

为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供了一种基于TIE的相位成像装置，应用于基于TIE的双相机动态相位成像系统，所述双相机动态相位成像系统的双目镜筒上配置有双相机，其中一个目镜筒与对应配置的相机之间设置有铜环，该装置包括：

控制模块，用于控制所述双相机对标准棋盘格进行同步单帧成像，得到所述标准棋盘格的正离焦图像和负离焦图像；

提取模块，用于分别提取所述正离焦图像和负离焦图像中的角点；所述角点为棋盘格上每相邻的两个格子所重合的顶点；

求解模块，用于基于所述正离焦图像的角点坐标位置以及所述负离焦图像的角点坐标位置，求解单应矩阵；

矫正模块，用于根据求得的单应矩阵将其中一个离焦图像相对另一个离焦图像进行视场矫正；