[发明专利]大视场高分辨光场显微系统校正方法和装置

说明书

本申请提出了一种大视场高分辨光场显微系统校正方法和装置，涉及计算机图形学和计算机视觉技术领域，其中，该方法包括：采集标定板多个轴向位置处的光场图像；采集未加入标定板的白光场图像；采集噪声图像；对白光场图像和噪声图像进行处理，得到光场解码参数；使用光场解码参数对光场图像进行解码，得到4维光场数据；使用多个轴向位置处的光场图像对应的4维光场数据校正成像系统畸变。采用上述方案的本申请利用不同轴向位置标定板光场图像实现大视场光场校正，缓解了大视场光场存在成像畸变影响，改善了大视场高分辨光场显微三维重建结果。

技术领域

本申请涉及计算机图形学和计算机视觉技术领域，尤其涉及一种大视场高分辨光场显微系统校正方法和装置。

背景技术

光场显微是细胞三维观测的重要工具。传统的光场显微系统存在空间分辨率和视场范围的折中，微米级分辨率的光场显微系统视场一般在1毫米或几百微米。而很多生物活动，如脑神经活动、肿瘤细胞迁移等过程活动范围比较广，一般为毫米级或更大范围。为实现在大视场范围内以微米级分辨率三维观测细胞活动过程，构建了大视场高分辨光场显微系统。但是大视场系统成像存在明显的场曲，不利于后续计算重建样本三维空间结构。

发明内容

本申请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，本申请的第一个目的在于提出一种大视场高分辨光场显微系统校正方法，解决了大视场光场显微系统存在的场曲导致各视角图像畸变的技术问题，通过采集不同轴向位置处标定板光场图像，估计各视角的光程差，利用估计得到的光程差数据校正各视角图像，然后用三维解卷积方法重建样本空间结构，实现了大视场光场校正，缓解了大视场光场存在的成像畸变影响，改善了大视场高分辨光场显微三维重建结果。

本申请的第二个目的在于提出一种大视场高分辨光场显微系统校正装置。

本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种大视场高分辨光场显微系统校正方法，包括：采集标定板多个轴向位置处的光场图像；采集未加入标定板的白光场图像；采集噪声图像；对白光场图像和噪声图像进行处理，得到光场解码参数；使用光场解码参数对光场图像进行解码，得到4维光场数据；使用多个轴向位置处的光场图像对应的4维光场数据校正成像系统畸变。

可选地，在本申请的一个实施例中，采集标定板多个轴向位置处的光场图像，具体为：

将标定板置于物镜前焦面附近，保持标定板与系统光轴垂直，通过沿轴向平移大视场光场显微系统或标定板，实现大视场光场显微系统对标定板位于不同轴向位置处光场成像。

可选地，在本申请的一个实施例中，采集未加入标定板的白光场图像，具体为：

保持与采集标定板光场图像相同光照强度，采用与采集标定板光场相同曝光时间，或采用多种不同曝光时间，分别采集白光场图像。

可选地，在本申请的一个实施例中，采集噪声图像，具体为：

关闭或遮挡大视场光场显微系统光照，采集不同曝光时间下大视场光场显微系统噪声图像。

可选地，在本申请的一个实施例中，对白光场图像和噪声图像进行处理，得到光场解码参数，具体为：

通过分析白光场图像和噪声图像，剔除相机坏点，降低环境杂散光和相机暗电流影响，确定每个微透镜中心点坐标、微透镜和相机间夹角，从而确定光场解码参数。

可选地，在本申请的一个实施例中，利用光场解码参数对标定板光场图像解码得到4维光场数据，拆分出标定板在不同视角下成像。

可选地，在本申请的一个实施例中，使用多个轴向位置处的光场图像对应的4维光场数据校正成像系统畸变，具体为：