基于双目显微视觉的测量方法、装置、系统及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种基于双目显微视觉的测量方法、装置、系统及介质，该方法包括获取双目显微视觉系统中经相机标定后的左右相机对应的初始左右图像；基于对极几何约束关系，进行图像校正得到左右图像；对左右图像进行下采样，对所得的左采样图像集中最小分辨率对应层的采样图像中的像素点进行立体匹配以及匹配点传播，并进行逐层采样和立体匹配更新以及插值处理，得到稠密视差结果；之后根据相机参数和稠密视差结果对待测对象进行测量。本申请实施例解决现有技术中宏观尺度下的测量方法等对微观尺度的不适用性和准确性低的问题，所提供的测量方法非常适用于显微场景下的双目测量，能够获得良好的准确性和显微测量精度。

【技术实现步骤摘要】
基于双目显微视觉的测量方法、装置、系统及介质
本申请涉及视觉测量
，尤其涉及一种基于双目显微视觉的测量方法、装置、系统及介质。
技术介绍
显微立体测量技术是对观测物体进行三维测量与表面重建，探索微观世界的重要手段。显微立体测量的典型方法包括散焦深度测量、显微双目成像、激光扫描测量、阴影形状获取等。其中，显微双目成像由于其成像简单快捷、鲁棒性好、精度高等优势，被精密加工、失效分析等领域工作者广泛青睐。显微双目成像测量目前主要依赖体视显微镜(又称为解剖显微镜、实体显微镜或立体显微镜)作为基础成像设备。体视显微镜双目镜筒的左右光路具有一定的夹角，利用两相机分别采集左右光路的图像，可以从中恢复立体信息。随着仪器设备的研制，目前也有新型特殊结构的显微镜出现，比如基线折叠的垂直式显微成像装置。无论是哪种结构，这些显微双目成像设备在本质上都是双目成像设备，其系统在使用前都需要经过系统标定、图像校正等步骤，三维测量都需要通过立体匹配与尺寸计算等方法。但显微双目成像在微观尺度上的操作与图像样本特殊性，决定了其标定、匹配与深度计算面临着更多困难。...

【技术保护点】
1.一种基于双目显微视觉的测量方法，其特征在于，包括：/n获取双目显微视觉系统中左右相机分别对应的初始左右图像；所述左右相机是经过相机标定后的相机；/n基于左右相机的对极几何约束关系，对所述初始左右图像进行图像校正，得到左右图像；/n分别对所述左右图像按照预设尺寸进行下采样，得到左采样图像集和右采样图像集；所述左采样图像集和所述右采样图像集均包括具有不同分辨率的预设数量层的采样图像；/n对所述左采样图像集中最小分辨率对应层的采样图像中的像素点进行立体匹配以及匹配点传播，并对所述左采样图像集进行逐层采样和立体匹配更新，得到稀疏视差结果；/n对所述稀疏视差结果进行插值处理，得到稠密视差结果；/n基...

【技术特征摘要】
1.一种基于双目显微视觉的测量方法，其特征在于，包括：
获取双目显微视觉系统中左右相机分别对应的初始左右图像；所述左右相机是经过相机标定后的相机；
基于左右相机的对极几何约束关系，对所述初始左右图像进行图像校正，得到左右图像；
分别对所述左右图像按照预设尺寸进行下采样，得到左采样图像集和右采样图像集；所述左采样图像集和所述右采样图像集均包括具有不同分辨率的预设数量层的采样图像；
对所述左采样图像集中最小分辨率对应层的采样图像中的像素点进行立体匹配以及匹配点传播，并对所述左采样图像集进行逐层采样和立体匹配更新，得到稀疏视差结果；
对所述稀疏视差结果进行插值处理，得到稠密视差结果；
基于所述左右相机的相机参数和所述稠密视差结果，对视场下的待测对象进行测量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取双目显微视觉系统中左右相机分别对应的初始左右图像之前，还包括：
利用微型棋盘格标定板以及用于朝相机深度方向移动的精密位移台，采集相机标定数据；
根据所采集的相机标定数据，分别对左右相机进行单目相机标定，得到相机参数。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于左右相机的对极几何约束关系，对所述初始左右图像进行图像校正，得到左右图像，包括：
基于左右相机的相机坐标系的旋转平移关系，确定左右相机之间的基础矩阵；
基于相机标定所确定的内参矩阵，确定校正后的内参矩阵；
基于所述基础矩阵和校正后的内参矩阵，利用左右相机的对极几何约束关系，构建用于优化左右相机的相机参数的校正误差函数；所述相机参数包括旋转矩阵；
获取最小化校正误差函数所对应的相机参数，作为目标相机参数；
基于所述目标相机参数对所述初始左右图像进行图像校正，得到左右图像。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述左右相机的相机参数和所述稠密视差结果，对视场下的待测对象进行测量包括：
基于经校正后的相机参数，确定左右相机之间的基线长度；
基于所述左右相机之间的基线长度、经校正后的相机参数和稠密视差结果，利用三角测量原理对视场下的待测对象进行测量，得到测量结果；
所述测量结果包括三维深度信息和/或三维尺度信息。


5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述对所述左采样图像集中最小分辨率对应层的采样图像中的像素点进行立体匹配以及匹配点传播，并对所述左采样图像集进行逐层采样和立体匹配更新，得到稀疏视差结果，包括：
基于像素点对应的SIFT描述子之间的相似度，对对所述左采样图像集中最小分辨率对应层的采样图像中的像素点进行立体匹配，得到在所述右采样图像集中对应层采样图像中的匹配点以及对应的视差结果；
利用所述左采样图像集中最小分辨率对应的第n层采样图像中各像素点与对应匹配点的视差结果，对第n-1层采样图像进行初始化；所述第n-1层采样图像的分辨率高于所述第n层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉茂，朱冬晨，王贤舜，张晓林，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31