研究院在微观三维形貌重建技术及应用方面取得重要进展

当前,微观三维形貌重建技术不仅要应对时效性和精确性的技术挑战,也要面临精细测量、智能分析和辅助决策等多场景应用需求。为突破微观三维形貌重建技术壁垒,积极推进相关科研成果快速落地,山西大学大数据科学与产业研究院机器视觉实验室一直深耕于显微图像三维形貌重建模型的构建与优化,初步取得了一些研究成果并用于指导实际应用。主要包括:

1. 理论研究成果方面

针对微观物体的精确三维形貌重建问题,课题组在多粒度视角下提出了最优尺度选择策略的多景深显微图像三维形貌重建方法,可在一次算法过程中同时实现高反光微观物体的三维形貌重建与融合图像的生成,在保证重建精度的前提下提升了重建效率。该成果在20202月发表于国际期刊(Pattern RecognitionPR)。实验室闫涛教师博士为第一作者,钱宇华老师为合作作者。PR是中国计算机学会(CCF)推荐的人工智能领域B类学术期刊,影响因子7.196

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课题组在后续研究过程中发现:采用多粒度融合的方式表征待测物体的目标深度比单一尺度表征更优。因此,课题组从多粒度融合的视角重构多景深显微图像三维形貌重建方法,提出的粒度约简策略可以准确挖掘表征目标深度的多个粒度组合,进而有效的提升了复杂场景特别是低对比度区域的精确重建问题。该成果于202010月发表于国际期刊(Information SciencesINS)实验室闫涛老师为第一作者,钱宇华老师为合作作者。INS是中国计算机学会(CCF)推荐的数据挖掘领域B类学术期刊,影响因子5.91

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2. 科研成果转化方面

课题组在推动理论研究成果的同时,也进行了大量的技术探索与实证研究。到目前为止,课题组提出的微观三维形貌重建技术已成功应用于特种印刷质量检测领域与印辊版纹墨量估领域。发明专利《一种基于多景深图像融合的三维重建方法》(ZL201711210921.0)于202011月获得国家授权,实验室闫涛老师为第一发明人,钱宇华老师为第二发明人。

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通过前期对微观三维形貌重建技术的应用场景进行认真梳理,课题组发现该技术不仅可以应用于微细制造的质量检测领域(如微米级电动马达的质量检测、印刷电路板的焊接点检测、激光制版产品的质量检测等),而且还可以应用于生物煤化成分分析等领域(煤矸石块组分分析、生物毛发鉴定等)。目前正在积极推广至更多应用领域。

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