图像配准方法及终端设备与流程

本发明属于微电子器件温度检测技术领域，尤其涉及一种图像配准方法及终端设备。

背景技术：

当可见光照射在某种材料表面时，材料对可见光的反射率随材料温度变化而变化。材料对可见光的反射率变化量与材料表面的温度变化量呈线性关系，如公式其中，所述δr为反射率变化量；raverage为反射率的均值；δt为被测材料温度变化量，单位为k；ctr为热反射率校准系数，单位为k^-1。由此可见，ctr不同时即使测得相同的反射率变化量δr，计算得到的δt也必然不同。

一般热反射成像测温装置采用科研级ccd相机作为探测器，ccd相机是由很多成像单元组成的阵列式探测器。对于阵列式探测器的热反射成像测温装置会由于热膨胀、振动等原因造成该成像单元对应的材料及ctr发生变化，热膨胀或振动引起的被测件表面不同材料交界处出现的异常结果一般称为边缘效应，然而现有技术并未给出如何修正边缘效应的方法，导致对被测件的测温结果造成很大影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种图像配准方法及终端设备，以解决现有技术中被测件的测温结果准确度较低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种图像配准方法，包括：

获取不同材料构成的被测件的参考图像和对比图像；所述参考图像和所述对比图像均为给所述被测件施加固定光强时热反射成像测温装置上的探测器拍摄的所述被测件的图像；

根据所述参考图像和所述对比图像上的预设特征点，获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量；

根据所述位置改变量反复调整所述热反射成像测温装置上的纳米位移台的位置，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像；

根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像。

在一实施例中，所述获取不同材料构成的被测件的参考图像和对比图像，包括：

获取不同材料构成的被测件的第一张图像，并将所述第一张图像作为参考图像；

继续获取所述被测件的多张后续图像，并将所述后续图像作为对比图像。

在一实施例中，所述根据所述参考图像和所述对比图像上的预设特征点，获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量，包括：

根据所述参考图像上的第一预设特征点，获得所述第一预设特征点的第一坐标；

根据所述对比图像上与所述第一预设特征点位置相同的第二预设特征点，获得所述第二预设特征点的第二坐标；

当所述第一坐标和所述第二坐标不同时，将所述第一坐标和所述第二坐标发送给终端设备，以获取所述终端设备计算的所述被测件相对所述探测器的位置改变量。

在一实施例中，所述终端设备根据计算所述被测件相对所述探测器的位置改变量；

其中，所述x'和所述y'分别表示所述位置改变量的横坐标值和纵坐标值，所述x0和所述y0分别表示所述第一坐标的横坐标值和纵坐标值，所述xn和所述yn分别表示所述第二坐标的横坐标值和纵坐标值。

在一实施例中，所述根据所述位置改变量反复调整所述热反射成像测温装置上的纳米位移台的位置，包括：

根据所述位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台分别以第一步进量和多个第二步进量多次调整纳米位移台向所述第一坐标移动；

其中，所述第一步进量大于所述第二步进量。

在一实施例中，所述根据所述位置改变量反复调整所述热反射成像测温装置上的纳米位移台的位置，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像，包括：

根据所述位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台以第一步进量和第一速度调整纳米位移台向所述第一坐标移动，获取移动后的第三坐标；

将所述第三坐标与所述第一坐标发送给所述终端设备，以获取所述终端设备发送的新位置改变量；

根据所述新位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台以第二步进量和第二速度在预设像素点范围内进行纳米位移台的位置迭代调整，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像。

在一实施例中，所述根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像，包括：

分别对每一新图像的每个像素与所述参考图像中的每个像素做误差运算；

根据所述误差运算结果，确定所述误差运算结果中误差最小的新图像为有效图像。

在一实施例中，在所述根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像之后，还包括：

计算所述有效图像和所述参考图像中各个测量单元的反射率变化量；

根据所述反射率变化量计算各个像元对应的温度。

本发明实施例的第二方面提供了一种图像配准装置，包括：

获取模块，用于获取不同材料构成的被测件的参考图像和对比图像；所述参考图像和所述对比图像均为给所述被测件施加固定光强时热反射成像测温装置上的探测器拍摄的所述被测件的图像；

处理模块，用于根据所述参考图像和所述对比图像上的预设特征点，获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量；

所述处理模块，还用于根据所述位置改变量反复调整所述热反射成像测温装置上的纳米位移台的位置，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像；

确定模块，用于根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述图像配准的方法所述的步骤。

本发明实施例，根据被测件的参考图像和对比图像的预设特征点，确定被测件相对所述探测器的位置改变量，根据位置改变量调整纳米位移台的位置，获取位置移动后的新图像，根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像，从而可以修正被测件在由于震动、被测件热膨胀等造成的热反射成像测温过程中发生在二维方向的位置改变，实现较高的测温准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的图像配准方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的热反射成像测温装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量的示意图；

图4是本发明实施例提供的图像配准装置的示例图；

图5是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本发明实施例提供的图像配准方法的实现流程示意图，详述如下。

步骤101，获取不同材料构成的被测件的参考图像和对比图像。

所述参考图像和所述对比图像均为给所述被测件施加固定光强时热反射成像测温装置上的探测器拍摄的所述被测件的图像。

可选的，所述被测件是由不同材料构成，获得的多张图像为所有材料的被测件对应的多张图像，即每张图像上的被测件都是多种材料。

可选的，如图2所示热反射成像测温装置，将不同材料构成的被测件稳定安放在纳米位移台承载的高精度控温组件上，给被测件施加固定的光强，并采用ccd相机作为探测器为被测件拍摄图像。

可选的，在测试开始时，获取不同材料构成的被测件的第一张图像，并将所述第一张图像作为参考图像，参考图像可以表示为i0；然后继续获取所述被测件的多张后续图像，并将所述后续图像作为对比图像，对比图像可以表示为i'n，其中，n表示第n张对比图像，n可以为0，1，2等正整数。

步骤102，根据所述参考图像和所述对比图像上的预设特征点，获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量。

可选的，预设特征点可以为人工手动从参考图像和对比图像上选取。可选的，预设特征点可以设置在被测件上。预设特征点的坐标值可以直接由热反射成像测温装置上的探测器确定。

可选的，如图3所示，本步骤可以包括以下步骤。

步骤301，根据所述参考图像上的第一预设特征点，获得所述第一预设特征点的第一坐标。

可选的，第一坐标可以表示为(x0，y0)。

步骤302，根据所述对比图像上与所述第一预设特征点位置相同的第二预设特征点，获得所述第二预设特征点的第二坐标。

可选的，第二坐标可以表示为(xn，yn)。

步骤303，当所述第一坐标和所述第二坐标不同时，将所述第一坐标和所述第二坐标发送给终端设备，以获取所述终端设备计算的所述被测件相对所述探测器的位置改变量。

可选的，当第一坐标和第二坐标不同时，说明热反射测温过程中出现由于震动或被测件热膨胀而产生的边缘效应，此时如果直接对被测件进行测温，则会导致测温准确度较低。

可选的，所述终端设备根据计算所述被测件相对所述探测器的位置改变量；

其中，所述x'和所述y'分别表示所述位置改变量的横坐标值和纵坐标值，所述x0和所述y0分别表示所述第一坐标的横坐标值和纵坐标值，所述xn和所述yn分别表示所述第二坐标的横坐标值和纵坐标值。

步骤103，根据所述位置改变量反复调整所述热反射成像测温装置上的纳米位移台的位置，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像。

可选的，本步骤可以包括根据所述位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台分别以第一步进量和多个第二步进量多次调整纳米位移台向所述第一坐标移动；其中，所述第一步进量大于所述第二步进量。

即在对纳米位移台的位置进行调整时，首先粗调对准，纳米位移台以较大的步进量和速度自动将第二特征点坐标调整至(x0，y0)附近的(x0'，y0')，由于人眼判断很容易引入几个像素的误差，因此该过程是一个粗调对准的过程，即将被测件的位置变化补偿到几个像素的程度。然后细调对准，采用图像对准算法计算被测件的像素级位置偏移位置，并控制纳米位移台以较小的步进量在分别x/y两个方向一定的像素点范围内进行位置迭代调整。

可选的，根据所述位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台以第一步进量和第一速度调整纳米位移台向所述第一坐标移动，获取移动后的第三坐标；然后将所述第三坐标与所述第一坐标发送给所述终端设备，以获取所述终端设备发送的新位置改变量；根据所述新位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台以第二步进量和第二速度在预设像素点范围内进行纳米位移台的位置迭代调整，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像。

步骤104，根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像。

可选的，分别对每一新图像的每个像素与所述参考图像中的每个像素做误差运算；根据所述误差运算结果，确定所述误差运算结果中误差最小的新图像为有效图像。

可选的，误差运算可以为首先计算第一像素和第二像素的平方和，获得第一值，然后再对第一值开平方，获得根值。可循的，第一像素和第二像素分别为新图像和参考图像中的相同位置的像素。

可选的，误差运算还可以包括其它的计算方式，并不仅限于上述计算方式，只要是可以计算两个像素之间误差的都可以应用到本方案中。

可选的，根据确定的有效图像，计算所述有效图像和所述参考图像中各个测量单元的反射率变化量；根据所述反射率变化量计算各个像元对应的温度。可选的，根据计算各个像元对应的温度。如果测量过程中温度保持稳定，则δr为0，对应的δt也为0，此时会得到均匀的温度分布图像。

上述图像配准方法，根据被测件的参考图像和对比图像的预设特征点，确定被测件相对所述探测器的位置改变量，根据位置改变量粗调和细调纳米位移台的位置，获取位置移动后的新图像，根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像，从而可以修正被测件在由于震动、被测件热膨胀等造成的热反射成像测温过程中发生在二维方向的位置改变，实现较高的测温准确度。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的图像配准方法，图4示出了本发明实施例提供的图像配准装置的示例图。如图4所示，该装置可以包括：获取模块401、处理模块402和确定模块403。

获取模块401，用于获取不同材料构成的被测件的参考图像和对比图像；所述参考图像和所述对比图像均为给所述被测件施加固定光强时热反射成像测温装置上的探测器拍摄的所述被测件的图像；

处理模块402，用于根据所述参考图像和所述对比图像上的预设特征点，获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量；

所述处理模块402，还用于根据所述位置改变量反复调整所述热反射成像测温装置上的纳米位移台的位置，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像；

确定模块403，用于根据所述新图像与所述参考图像，确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像。

可选的，所述获取模块401获取不同材料构成的被测件的参考图像和对比图像时，可以用于获取不同材料构成的被测件的第一张图像，并将所述第一张图像作为参考图像；以及继续获取所述被测件的多张后续图像，并将所述后续图像作为对比图像。

可选的，处理模块402获取所述被测件相对所述探测器的位置改变量时，可以用于根据所述参考图像上的第一预设特征点，获得所述第一预设特征点的第一坐标；根据所述对比图像上与所述第一预设特征点位置相同的第二预设特征点，获得所述第二预设特征点的第二坐标；当所述第一坐标和所述第二坐标不同时，将所述第一坐标和所述第二坐标发送给终端设备，以获取所述终端设备计算的所述被测件相对所述探测器的位置改变量。

可选的，所述处理模块402，还可以用于根据所述位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台分别以第一步进量和多个第二步进量多次调整纳米位移台向所述第一坐标移动；其中，所述第一步进量大于所述第二步进量。

可选的，所述处理模块402，还可以用于根据所述位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台以第一步进量和第一速度调整纳米位移台向所述第一坐标移动，获取移动后的第三坐标；将所述第三坐标与所述第一坐标发送给所述终端设备，以获取所述终端设备发送的新位置改变量；根据所述新位置改变量控制所述热反射成像测温装置上的纳米位移台以第二步进量和第二速度在预设像素点范围内进行纳米位移台的位置迭代调整，并获取每次所述纳米位移台位置调整后的所述被测件的新图像。

可选的，所述确定模块403确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像时，可以用于分别对每一新图像的每个像素与所述参考图像中的每个像素做误差运算；根据所述误差运算结果，确定所述误差运算结果中误差最小的新图像为有效图像。

可选的，在确定模块403确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像之后，所述处理模块402，还可以用于计算所述有效图像和所述参考图像中各个测量单元的反射率变化量；根据所述反射率变化量计算各个像元对应的温度。

上述图像配准装置，根据被测件的参考图像和对比图像的预设特征点，处理模块确定被测件相对所述探测器的位置改变量，以及根据位置改变量粗调和细调纳米位移台的位置，获取位置移动后的新图像，根据所述新图像与所述参考图像，确定模块确定所述新图像中与所述参考图像误差最小的新图像为有效图像，从而可以修正被测件在由于震动、被测件热膨胀等造成的热反射成像测温过程中发生在二维方向的位置改变，实现较高的测温准确度，

图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备500包括：处理器501、存储器502以及存储在所述存储器502中并可在所述处理器501上运行的计算机程序503，例如图像配准程序。所述处理器501执行所述计算机程序503时实现上述图像配准方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104，或者图3所示的步骤301至步骤303，所述处理器501执行所述计算机程序503时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图4所示模块401至403的功能。

示例性的，所述计算机程序503可以被分割成一个或多个程序模块，所述一个或者多个程序模块被存储在所述存储器502中，并由所述处理器501执行，以完成本发明。所述一个或多个程序模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序503在所述图像配准装置或者终端设备500中的执行过程。例如，所述计算机程序503可以被分割成获取模块401、处理模块402和确定模块403，各模块具体功能如图4所示，在此不再一一赘述。

所述终端设备500可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器501、存储器502。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备500的示例，并不构成对终端设备500的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器501可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器502可以是所述终端设备500的内部存储单元，例如终端设备500的硬盘或内存。所述存储器502也可以是所述终端设备500的外部存储设备，例如所述终端设备500上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器502还可以既包括所述终端设备500的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器502用于存储所述计算机程序以及所述终端设备500所需的其他程序和数据。所述存储器502还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。