CN103759837A - 一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法 - Google Patents

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胡志宇
刘中意
张春
董建敏
肖丹萍
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Abstract

本发明公开了一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法，包括1）将被测试件的被测区域置于红外显微镜镜头下的观察台上；2）移动红外显微镜镜头，使被测试件的最高或最低位置处于红外显微镜镜头的聚焦位置；3）用红外显微镜系统中的红外CCD获取被测试件在此聚焦位置的红外图像；4）按照红外显微镜镜头景深大小设定步长，采集不同聚焦位置的红外图像；5）将不同聚焦位置的红外图像用多聚焦图像融合系统融合成一幅所有位置都处于清晰聚焦状态的红外图像；6）根据融合后的红外图像，获取与红外图像对应的温度信息，实现曲面温度的精确测量。本发明适用于所有在竖直方向投影不重叠或近似不重叠的任意曲面。

Description

一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法
技术领域
本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法。
背景技术
红外显微镜集成了可见光显微镜的显微放大功能和红外热像仪测温功能，主要用于微小区域温度的测量及红外特性的检测，在半导体无损检测、显微热成像分析、医疗诊断、公共安全、科学研究等方面具有广泛应用。
目前红外显微镜采集一个聚焦平面的红外图像，利用图像信息获取温度信息，红外图像的清晰度影响着温度的精确度。当测量物体表面起伏在显微镜镜头景深范围内时，可以获取所有位置都是清晰的物体红外图像，从中反映的温度信息也能有很高的精确度；当物体表面起伏超过显微镜镜头景深范围时，物体表面处在红外显微镜远点距离和近点距离之差的区域（聚焦区域）对应的红外图像位置是清晰的，超过这个范围的区域，对应的红外图像就是模糊的，这个位置就不能很准确的反映物体表面温度信息。
多聚焦图像的融合技术属于图像处理领域的一项技术，它能将具有同一视野范围但处于不同聚焦位置的图像各自中的清晰部分提取出来，融合成所有位置基本都是清晰的图像。基于多聚焦图像融合技术的方法，大范围起伏的物体表面温度就可以用红外显微镜测量，即可以实现曲面温度测量。将二维空间的温度测量拓展到三维面空间温度的测量，实现了红外显微镜温度测量应用范围的拓展。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法，解决现有技术中被测物体表面起伏过大造成的红外图像局部位置不清晰、进而温度不准确的问题，实现多聚焦位置图像的融合，使红外图像基本所有位置处于清晰状态，进而达到曲面温度的精确测量。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法，具有如下步骤：
1）将被测试件的被测区域置于红外显微镜镜头下的观察台上；
2）通过步长可控自动升降系统，移动红外显微镜镜头，使被测试件的最高或最低位置处于红外显微镜镜头的聚焦位置；
3）用红外显微镜系统中的红外CCD获取被测试件在此聚焦位置的红外图像；
4）通过步长可控自动升降系统，按照红外显微镜镜头景深大小设定步长，使红外显微镜镜头在竖直方向周期性运动，采集不同聚焦位置的红外图像；
5）将不同聚焦位置的红外图像用多聚焦图像融合系统融合成一幅所有位置都处于清晰聚焦状态的红外图像；
6）根据融合后的红外图像，利用红外显微镜系统中的温度测量和校准工具，获取与红外图像对应的温度信息，实现曲面温度的精确测量。
所述步骤1）中的被测试件为表面在竖直方向投影不重叠或近似不重叠的任意曲面。
所述步骤2）中的聚焦位置为红外显微镜镜头的远点距离和近点距离之差的区域，即红外显微镜镜头景深。
所述步骤4）中的不同聚焦位置的红外图像是通过控制步长可控自动升降系统，使镜头沿竖直方向从最高（低）聚焦位置移动到最低（高）聚焦位置过程中每隔一个景深位置处采集的。
所述步骤5）中的多聚焦图像融合系统涉及图像处理领域，具有将不同聚焦位置的图像中清晰的区域进行融合的功能。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本发明方法实现了利用多聚焦图像融合技术使红外显微镜能够实现曲面温度的测量和周期性的监测，实现多聚焦位置图像的融合，使红外图像基本所有位置处于清晰状态，进而达到曲面温度的精确测量。
附图说明
图1为本发明方法的测量过程图。
图2为多聚焦图像融合的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法，具有如下步骤：
1）将嵌有芯片的U盘电路板置入红外显微镜的观察区；
2）通过步长可控自动升降系统，自上而下（或自下而上）移动红外显微镜镜头使电路板最高（或最低）位置处于聚焦位置；
3）用红外显微镜系统中的红外CCD获取被测试件在此聚焦位置的红外图像；
4）通过步长可控自动升降系统，按照红外显微镜镜头景深大小设定步长，使红外显微镜镜头在竖直方向周期性运动，采集不同聚焦位置的红外图像；
5）将不同聚焦位置的红外图像用多聚焦图像融合系统融合成一幅所有位置都处于清晰聚焦状态的红外图像；
6）根据融合后的红外图像，利用红外显微镜系统中的温度测量和校准工具，获取与红外图像对应的温度信息，实现曲面温度的精确测量。
本实施例中，所述步骤1）中的U盘电路板表面近似为竖直方向投影不重叠的曲面，表面高低差最大为0.9mm。
所述步骤2）中的步长可控自动升降系统，精度为0.001mm，行程为300mm。
所述步骤2）中的红外显微镜镜头为1倍放大镜头，景深为0.3mm，视场范围为11.5mm×8.5 mm。 

Claims (3)

1.  一种利用红外显微镜测量曲面温度的方法，其特征在于，具有如下步骤：
1）将被测试件的被测区域置于红外显微镜镜头下的观察台上；
2）通过步长可控自动升降系统，移动红外显微镜镜头，使被测试件的最高或最低位置处于红外显微镜镜头的聚焦位置；
3）用红外显微镜系统中的红外CCD获取被测试件在此聚焦位置的红外图像；
4）通过步长可控自动升降系统，按照红外显微镜镜头景深大小设定步长，使红外显微镜镜头在竖直方向周期性运动，采集不同聚焦位置的红外图像；
5）将不同聚焦位置的红外图像用多聚焦图像融合系统融合成一幅所有位置都处于清晰聚焦状态的红外图像；
6）根据融合后的红外图像，利用红外显微镜系统中的温度测量和校准工具，获取与红外图像对应的温度信息，实现曲面温度的精确测量。
2.根据权利要求1所述的利用红外显微镜测量曲面温度的方法，其特征在于，所述被测试件为表面在竖直方向投影不重叠或近似不重叠的任意曲面。
3.根据权利要求1所述的利用红外显微镜测量曲面温度的方法，其特征在于，所述聚焦位置为红外显微镜镜头的远点距离和近点距离之差的区域，即红外显微镜镜头景深。
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