[发明专利]一种磁光克尔图像配准矫正方法、系统及显微镜系统

说明书

一种磁光克尔图像配准矫正方法、系统及显微镜系统，方法包括以下步骤：步骤1，选择参考图像与待处理图像，选择参考区域；步骤2，使用相位相关法得到相位相关矩阵；步骤3，使用奇异值分解法得到频域上线性相位，使用拟合法处理该线性相位，得到横偏移量和纵偏移量；步骤4，自动移动待处理图像；步骤5，将参考图像和自动移动后的待处理图像做差，观察图像自动校正结果，步骤6，自定义输入任意横、纵偏移量、旋转角度，移动待处理图像，将参考图像和所述自定义移动后的待处理图像做差，观察图像自定义校正结果；步骤7，存储配准矫正效果图像。本发明可以完成亚像素精度的自动配准矫正，可自动执行预处理、偏移量计算、配准矫正等操作。

技术领域

本发明属于图像处理和磁学测试领域，尤其是一种磁光克尔图像配准矫正方法、系统及显微镜系统。

背景技术

磁光克尔效应是一种反映物质磁性与光之间联系的光学现象，由于其磁性检测灵敏度达到了原子厚度的级别，已经作为一种常用的磁学特性测量的有效手段应用于工业测量及其他科学研究领域。其原理是一束线偏振光入射到磁化媒质表面反射时偏振面发生旋转。以磁光克尔效应为基础，通过在光路中配置高分辨率光学显微物镜和相机，可将磁性样品的磁化状态进行亚微米分辨率的成像，即所谓的磁光克尔成像。在磁光克尔图像中，克尔信号的表现方式是照片中明暗衬度的对比，即明暗衬度代表所样品相应成像位置的磁化方向。由于磁光克尔效应信号通常很微弱，造成的衬度变化弱于光源照明不均或者样品表面形貌差异造成的衬度变化，在实际应用时，通常利用某一磁化状态的克尔图片作为背底，以另一磁化状态的图片与之做差，作差的结果能够将光照不均或者样品形貌引起的图片衬度信号去除，同时保留样品磁性变化引起的克尔信号。因此，利用克尔图片作差消除背底噪声是优化磁光克尔成像效果的必要手段。在应用中，由于环境干扰、样品或者显微镜振动、漂移等原因，磁光克尔成像不同时刻采集的图像存在不同程度的位置偏差，这些偏差十分微小且难以避免，最终造成作差后的结果难以将背底噪声完全消除。

图像配准矫正技术是对于一定时间间隔内连续拍摄的存在不同程度的微小偏移的两幅或者多幅图像进行空间移动处理，使不同图像在同一空间匹配点对应的坐标位置相同。图像配准矫正是图像预处理技术中重要的一部分，其广泛应用于目标跟踪、目标识别、遥感图像处理等领域。为了满足实验中高精度的需求，亚像素级图像配准矫正技术应运而生。

如今常用的亚像素级图像位移测量方法有重采样法和曲面拟合法，但对于应用中图片信息量的巨大程度，重采样法在实现插值时不仅运算量庞大、处理时间长，而且本身对图像处理设备也有较高的要求，而曲面拟合法所能达到的精度是十分有限的。同时在图像亚像素距离移动方向，常采用插值算法和频域算法。频域算法虽然可以达到较高的处理精度，但是在处理图像矩阵数据时，运算量大、耗时长，不能达到高效率的目标。插值法相较于频域法精度上虽有所降低但同样可以满足工业需求，同时运算速度大大提升，符合工业设计对时效性的需求。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种准确率高且多功能化的磁光克尔图像配准矫正方法、系统及显微镜系统。

本发明采用如下的技术方案。一种磁光克尔图像配准矫正方法，包括以下步骤：

步骤1，选择参考图像与待处理图像，选择参考区域；

步骤2，使用相位相关法处理参考图像与待处理图像的同一参考区域，得到相位相关矩阵；

步骤3，使用奇异值分解法处理步骤2获得的相位相关矩阵，得到频域上线性相位，使用拟合法处理该线性相位，得到横偏移量和纵偏移量；

步骤4，根据步骤3获得的横偏移量和纵偏移量自动移动待处理图像；

步骤5，将参考图像和自动移动后的待处理图像做差，观察图像自动校正结果；

步骤6，自定义输入任意横、纵偏移量、旋转角度，移动待处理图像，将参考图像和所述自定义移动后的待处理图像做差，观察图像自定义校正结果；