基于几何特征相似度评价的跨尺度显微图像配准

摘要：

原子力显微镜能够在光学显微镜的协助下,克服自身成像范围的限制获得更大的成像视野,同时保证纳米级的成像精度.该方法需要实现原子力显微镜成像结果在光学视野中的精确定位,而解决该问题的关键是进行两种显微图像之间的准确配准.因此,本文提出了一种基于几何特征相似度评估的跨尺度图像配准算法,为进一步在原子力/光学显微镜共焦系统中实现精确定位和成像提供了基础.具体而言,本文首先利用原子力显微镜的探针在样品表面进行压印,刻画出固定尺寸的几何图案,用以标定原子力显微镜和光学显微镜成像尺度之间的比例,为图像配准提供先验知识.随后,本文设计了一种先进的图像处理算法,分别提取原子力/光学显微镜图像中几何图案的特征,并将其存储为内角向量和边长向量.最后,基于成像尺度比例和几何特征,提出了一种新型的几何特征相似度评价函数,通过对内角特征相似度和边长特征相似度进行加权融合,实现高精度的跨尺度显微图像配准.实验部分针对四种不同几何图案进行图像配准,并对实验结果进行详细分析,验证了本文方法的良好性能.

关键词：原子力显微镜、光学显微镜、几何特征、相似度评价、图像配准

所属期刊栏目：37

资助基金：Supported by the National Natural Science Foundation of China—Key Program61633012

在线出版日期：2020-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1913-1922