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显微热成像系统微扫描误差修正技术

Micro-Scanning Error Correction Technique for Microscope Thermal Imaging System

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摘要

显微热成像系统可对物体细微温度分布进行显微检测。研制了光学微扫描显微热成像系统,但机械振动、机械加工等产生的误差会导致微扫描系统产生误差,由微扫描系统采集的4幅低分辨率图像的微位移位置不是标准的正方形,使得由这些带有误差的图像直接插值得到的图像重建质量下降,因此需降低微扫描系统的误差。基于微扫描原理和图像插值方法,提出一种由非标准2×2微扫描图像获得标准2×2微扫描图像的微扫描误差修正方法。仿真和实验结果表明,所提方法能有效减小微扫描误差,进而提高光学微扫描显微热成像系统的空间分辨率。所提方法还可以应用到其他光电成像系统中,以提高系统空间分辨率。

Abstract

A microscope thermal imaging system can be used for microscopic observation of the temperature distribution of an object. We develop an optical micro-scanning microscope thermal imaging system, but there is micro-scanning system error caused by mechanical vibration and machining error, so the micro-displacement position of the four low-resolution images collected by the micro-scanning system is not standard square. The quality of reconstructed image obtained by the direct interpolation for these erroneous images is reduced, so the error of micro-scanning system should be reduced. Based on the micro-scanning principle and image interpolation method, we propose a micro-scanning error correction technique to obtain standard 2×2 micro-scanning images from nonstandard 2×2 micro-scanning images. The simulation and experimental results show that the proposed technique can effectively reduce micro-scanning error and improve the spatial resolution of optical micro-scanning microscope thermal imaging system. The proposed technique can also be applied to other photoelectric imaging systems to improve the spatial resolution of system.

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补充资料

中图分类号:TN211

DOI:10.3788/lop55.051103

所属栏目:成像系统

基金项目:国家自然科学基金(61501396)、河北省教育厅科学研究计划河北省高等学校自然科学研究青年基金(QN2014034)

收稿日期:2017-10-28

修改稿日期:2017-11-29

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

高美静:燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
杨铭:燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
李时雨:燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
张博智:燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
王留柱:燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
祖振龙:燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004

联系人作者:高美静(gaomeijing@126.com)

备注:高美静(1977—),女,博士,教授,主要从事光电成像系统设计、光电图像处理等方面的研究。E-mail: gaomeijing@126.com

【1】Zhou L W. Photoelectronic imaging: towards the new century[J]. Journal of Beijing Institute of Technology, 2002, 22(1): 1-12.
周立伟. 光电子成像: 走向新的世纪[J]. 北京理工大学学报, 2002, 22(1): 1-12.

【2】McIntosh L M, Mansfield J R, Jackson M, et al. Infrared imaging of skin lesions[J]. SPIE, 2002, 4577: 226-229.

【3】Morikawa J, Hayakawa E, Hashimoto T. Application of micro-scale thermography to the thermal analysis of polymeric and organic materials[J]. SPIE, 2011, 8013: 884943.

【4】Morikawa J, Hayakawa E, Hashimoto T. Micro-scale thermal imaging of organic and polymeric materials with cooled and uncooled infrared cameras[J]. Advances in Optical Technologies, 2012: 484650.

【5】Forsthoefel J J, Toft J B, Furuichi H, et al. Design and performance of a high-sensitivity high-resolution thermal video system[J]. SPIE, 1994, 2225: 205-214.

【6】Gao M J, Jin W Q, Wang X, et al. Design and implementation of optical micro-scanning thermal microscope imaging system with high resolution[J].Chinese Journal of Scientific Instrument, 2009, 30(5): 1037-1041.
高美静, 金伟其, 王霞, 等. 高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现[J]. 仪器仪表学报, 2009, 30(5): 1037-1041.

【7】Gao M J, Gu H H, Guan C R, et al. Adaptive position calibration for thermal microscopic imaging system[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(1): 0111002.
高美静, 顾海华, 关丛荣, 等. 显微热成像系统自适应位置标定方法[J]. 光学学报, 2013, 33(1): 0111002.

【8】Gao M J, Wang J Y, Xu Wei, et al. High-resolution over-sampling reconstruction algorithm for a microscanning thermal microscope imaging system[J]. Infrared Physics & Technology, 2016, 76: 661-666.

【9】Gao M J, Jin W Q, Wang X, et al. Zero calibration for the designed microscanning thermal microscopic imaging system[J]. Acta Optica Sinica, 2009, 29(8): 2175-2179.
高美静, 金伟其, 王霞, 等. 光学微扫描显微热成像扫描零点定标方法研究[J]. 光学学报, 2009, 29(8): 2175-2179.

【10】Bai J Q, Chen Q. Infrared microscanning imaging technique based on local gradient feature[J]. Acta Photonica Sinica, 2008, 37(11): 2253-2256.
白俊奇, 陈钱. 基于局部梯度特征的红外微扫描成像技术研究[J]. 光子学报, 2008, 37(11): 2253-2256.

【11】Cao Y J, Shao Y L. Image processing and optimization based on bilinear interpolation algorithm[J]. Journal of Zhongzhou University, 2012, 29(3): 111-113.
曹亚君, 邵玉兰. 基于双线性内插的图像处理算法及其优化[J]. 中州大学学报, 2012, 29(3): 111-113.

【12】Li R, Qu H M, Zhang Y H, et al. Super-resolution optical fluctuation imaging algorithm based on spatical Gaussian filter[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2016, 53(8): 081001.
李蕊, 屈惠明, 张运海, 等. 基于空间高斯滤波的超分辨光学波动成像算法[J]. 激光与光电子学进展, 2016, 53(8): 081001.

【13】Tan Z, Xiangli B, Lü Q B, et al. A sequence images super-resolution enhancement approach based on frequency-domain[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(7): 0710001.
谭政, 相里斌, 吕群波, 等. 一种基于频域的序列图像超分辨率增强方法[J]. 光学学报, 2017, 37(7): 0710001.

【14】Huang Y Q, Zhao K, Jiang X Y, et al. Using wavefront plane to improve imaging resolution of holographic stereogram[J]. Chinese Journal of Lasers, 2016, 43(2): 0209002.
黄应清, 赵锴, 蒋晓瑜, 等. 用波前平面提高全息体视图成像分辨率[J]. 中国激光, 2016, 43(2): 0209002.

【15】Gao M J. Research on high resolution optical microscanning thermal microscope imaging system[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology, 2008: 80-85, 90-92.
高美静. 高分辨力光学微扫描显微热成像系统的研究[D]. 北京: 北京理工大学, 2008: 80-85, 90-92.

引用该论文

Gao Meijing,Yang Ming,Li Shiyu,Zhang Bozhi,Wang Liuzhu,Zu Zhenlong. Micro-Scanning Error Correction Technique for Microscope Thermal Imaging System[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(5): 051103

高美静,杨铭,李时雨,张博智,王留柱,祖振龙. 显微热成像系统微扫描误差修正技术[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(5): 051103

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