一种图像对准方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种图像对准方法及装置，其中，该方法包括：通过图像采集设备获取被测样品的初始图像，初始图像满足预设的对焦要求；在初始图像中确定初始角点；通过图像采集设备获取被测样品的当前图像；在当前图像中确定与初始角点对应的当前角点；调节被测样品和图像采集设备在x轴方向，和/或，y轴方向的相对位置，使当前角点位于初始角点所在位置；调节图像采集设备的焦距，和/或，被测样品和图像采集设备在z轴方向的相对位置，使图像采集设备获取的对准图像满足预设的对焦要求。通过实施本发明专利技术获取的对准图像不仅与初始图像的视场相同，而且具有较高的清晰度，解决了热膨胀导致的散焦问题。的散焦问题。的散焦问题。

【技术实现步骤摘要】
一种图像对准方法及装置


[0001]本专利技术涉及热反射成像
，具体涉及一种图像对准方法及装置。

技术介绍

[0002]目前存在的应用于测量微米、亚微米以及纳米尺度半导体器件工作温度和热阻值的技术中，热反射成像技术是目前备受关注的应用于半导体器件热特性测量和表征领域的一种非接触性测量技术。该技术具有高空间分辨率、高温度分辨率、高时间分辨率等优点。但是，采用基于热反射法成像系统在对被测样品进行测量时，需要使用CCD相机成像，由于半导体器件工作时会伴随有温度的上升，引发半导体器件热膨胀，器件的热膨胀会导致采集的光学图像发生横向和纵向的位移，进而导致CCD相机采集的参考图像与当前图像的视场区域发生变化，使得光学图像出现散焦现象。散焦问题是制约热反射法成像系统测量精度的重要因素，如果不解决光学图像的散焦问题，将会导致半导体器件热测量产生较大的误差，影响成像系统的热分辨率。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的光学图像的散焦问题影响成像系统的热分辨率缺陷，从而提供一种图像对准方法及装置。
[0004]本专利技术第一方面提供了一种图像对准方法，包括：通过图像采集设备获取被测样品的初始图像，初始图像满足预设的对焦要求；根据初始图像在初始图像中确定初始角点；通过图像采集设备获取被测样品的当前图像，图像采集设备获取当前图像时的焦距及位置与获取初始图像时的焦距及位置相同；根据当前图像在当前图像中确定与初始角点对应的当前角点；调节被测样品和图像采集设备在x轴方向，和/或，y轴方向的相对位置，使当前角点位于初始角点所在位置；调节图像采集设备的焦距，和/或，被测样品和图像采集设备在z轴方向的相对位置，使图像采集设备获取的对准图像满足预设的对焦要求。
[0005]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，通过图像采集设备获取被测样品的初始图像，包括：通过图像采集设备获取被测样品的多张原始图像，获取各原始图像时，图像采集设备的焦距，和/或，图像采集设备与被测样品在z轴方向的相对位置不同；根据各原始图像中各像素点的灰度值计算各原始图像的调焦评估值；将调焦评估值最大的原始图像确定为满足预设的对焦要求的初始图像。
[0006]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，通过如下公式计算原始图像的调焦评估值：其中，I(x,y)表示坐标值为(x,y)的像素点的灰度值，表示原始图像中所有像素点的平均灰度值，M,N分别表示原始图像的高度和宽度。
[0007]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，根据初始图像在初始图像中确定初始角点，包括：分别计算各像素点在x轴方向和y方向的灰度变化梯度值；根据窗口函数和各像素点在x轴方向和y方向的灰度变化梯度值得到各像素点的自相关矩阵；根据各像素点的自
相关矩阵的行列式和迹，计算各像素点的响应值；根据大于预设阈值的响应值对应的像素点确定初始角点。
[0008]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，自相关矩阵为：其中，w(x,y)为窗口函数，I
x
为像素点在x轴方向的灰度变化梯度值，I
y
为像素点在y方向的灰度变化梯度值。
[0009]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，通过如下公式计算像素点的响应值：CRF(x，y)＝Det(M)
‑
kTr(M)2，其中，Det(M)＝λ1·
λ2为矩阵M的行列式，Tr(M)＝λ1+λ2为矩阵的迹，k为预设系数，λ1、λ2为自相关矩阵的特征值。
[0010]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，根据大于预设阈值的响应值对应的像素点确定初始角点，包括：将大于预设阈值的响应值对应的像素点确定为起始角点；确定起始角点与起始角点邻域内的各像素点的灰度梯度；根据起始角点处的灰度值、起始角点邻域内的各像素点的灰度值、起始角点与起始角点邻域内的各像素点的灰度梯度、预设邻域方程计算新的起始角点；若迭代次数和新的起始角点不满足迭代终止条件，以新的起始角点代替起始角点，返回确定起始角点与起始角点邻域内的各像素点的灰度梯度的步骤，直到迭代次数和新的起始角点满足迭代终止条件，将新的起始角点确定为初始角点。
[0011]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，预设邻域方程为：其中，G(I
pi
)表示起始角点与其邻域内任意像素点的灰度梯度，q表示起始角点q处的灰度值，p
i
表示起始角点的邻域内的像素点p
i
的灰度值。
[0012]可选地，在本专利技术提供的图像对准方法中，根据当前图像在当前图像中确定当前角点，包括：采用金字塔光流法，利用初始图像、初始角点、当前图像，在当前图像中确定与初始角点对应的当前角点。
[0013]本专利技术第二方面提供了一种图像对准装置，包括：图像采集设备，用于获取被测样品的初始图像，以及获取被测样品的当前图像，初始图像满足预设的对焦要求，图像采集设备获取当前图像时的焦距及位置与获取初始图像时的焦距及位置相同；初始角点确定模块，用于根据初始图像在初始图像中确定初始角点；当前角点确定模块，用于根据当前图像在当前图像中确定与初始角点对应的当前角点；第一调节模块，用于调节被测样品和图像采集设备在x轴方向，和/或，y轴方向的相对位置，使当前角点位于初始角点所在位置；第二调节模块，用于调节图像采集设备的焦距，和/或，被测样品和图像采集设备在z轴方向的相对位置，使图像采集设备获取的对准图像满足预设的对焦要求。
[0014]本专利技术第三方面提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，从而执行如本专利技术第一方面提供的图像对准方法。
[0015]本专利技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如本专利技术第一方面提供的图像对准方法。
[0016]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0017]本专利技术提供的图像对准方法及装置，先获取满足预设的对焦要求的初始图像以及初始图像中的初始角点，在获取被测样品的当前图像后，先在当前图像中确定与初始角点相对应的当前角点，因为初始角点与当前角点相对应，初始角点与当前角点所指向的是同一个位置，因此，当前角点相对于初始角点的位移，相当于当前被测样品所在位置相对于初始时刻下被测样品所在位置的位移，从而，将当前角点调节至初始角点所在位置时，此时图像采集设备获取的图像的视场区域与初始图像的视场区域相同，在保障视场区域相同后，本专利技术提供的图像对准方法及装置还通过调节图像采集设备的焦距，和/或，被测样品和图像采集设备在z轴方向的相对位置，使图像采集设备获取的对准图像满足预设的对焦要求，此时获取的对准图像不仅与初始图像的视场相同，而且具有较高的清晰度，解决了热膨胀导致的散焦问题。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像对准方法，其特征在于，包括：通过图像采集设备获取被测样品的初始图像，所述初始图像满足预设的对焦要求；根据所述初始图像在所述初始图像中确定初始角点；通过所述图像采集设备获取所述被测样品的当前图像，所述图像采集设备获取所述当前图像时的焦距及位置与获取所述初始图像时的焦距及位置相同；根据所述当前图像在所述当前图像中确定与所述初始角点对应的当前角点；调节所述被测样品和所述图像采集设备在x轴方向，和/或，y轴方向的相对位置，使所述当前角点位于所述初始角点所在位置；调节所述图像采集设备的焦距，和/或，所述被测样品和所述图像采集设备在z轴方向的相对位置，使所述图像采集设备获取的对准图像满足所述预设的对焦要求。2.根据权利要求1所述的图像对准方法，其特征在于，通过图像采集设备获取被测样品的初始图像，包括：通过所述图像采集设备获取被测样品的多张原始图像，获取各原始图像时，所述图像采集设备的焦距，和/或，所述图像采集设备与所述被测样品在z轴方向的相对位置不同；根据各原始图像中各像素点的灰度值计算各原始图像的调焦评估值；将所述调焦评估值最大的原始图像确定为满足所述预设的对焦要求的初始图像。3.根据权利要求2所述的图像对准方法，其特征在于，通过如下公式计算所述原始图像的调焦评估值：其中，I(x,y)表示坐标值为(x,y)的像素点的灰度值，表示所述原始图像中所有像素点的平均灰度值，M,N分别表示所述原始图像的高度和宽度。4.根据权利要求1所述的图像对准方法，其特征在于，根据所述初始图像在所述初始图像中确定初始角点，包括：分别计算各像素点在x轴方向和y方向的灰度变化梯度值；根据窗口函数和各像素点在x轴方向和y方向的灰度变化梯度值得到各像素点的自相关矩阵；根据所述各像素点的自相关矩阵的行列式和迹，计算各像素点的响应值；根据大于预设阈值的响应值对应的像素点确定所述初始角点。5.根据权利要求4所述的图像对准方法，其特征在于，所述自相关矩阵为：其中，w(x,y)为窗口函数，I
x
为像素点在x轴方向的灰度变化梯度值，I
y
为像素点在y方向的灰度变化梯度值。6.根据权利要求4所述的图像对准方法，其特征在于，通过如下公式计算像素点的响应值：CRF(x，y)＝Det(M)
‑
kTr(M)2，
其中，Det(M)＝λ1·
λ2为矩阵M的行列式，Tr(M)＝λ1+λ2为矩阵的迹，k为预设系数，λ1、λ2为自相关矩阵的特征值。7.根据权利要求4所述的图像对准方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑利兵，王大正，杨鹤，韩立，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：