【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及濾光片檢測(cè)，具體涉及一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)以及運(yùn)用該系統(tǒng)的濾光片快速檢測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、小動(dòng)物活體光學(xué)成像是進(jìn)行小動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)最常見(jiàn)的成像方式，包括生物發(fā)光成像和熒光標(biāo)記成像。生物發(fā)光成像技術(shù)是指在小的哺乳動(dòng)物體內(nèi)利用報(bào)告基因-熒光素酶基因表達(dá)所產(chǎn)生的熒光素酶蛋白與其小分子底物熒光素在氧、mg2+離子存在的條件下消耗atp發(fā)生氧化反應(yīng)，將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光能釋放。然后在體外利用敏感的ccd設(shè)備形成圖像。生物熒光實(shí)質(zhì)是一種化學(xué)熒光，螢火蟲(chóng)熒光素酶在氧化其特有底物熒光素的過(guò)程中可以釋放波長(zhǎng)廣泛的可見(jiàn)光光子，其平均波長(zhǎng)為560nm(460—630nm)，這其中包括重要的波長(zhǎng)超過(guò)600nm的紅光成分。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)血紅蛋白是吸收可見(jiàn)光的主要成分，能吸收中藍(lán)綠光波段的大部分可見(jiàn)光；水和脂質(zhì)主要吸收紅外線，但其均對(duì)波長(zhǎng)為590—800nm的紅光至近紅外線吸收能力較差，因此波長(zhǎng)超過(guò)600nm的紅光雖然有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳動(dòng)物組織被高靈敏的ccd檢測(cè)到。激發(fā)熒光成像是通過(guò)激發(fā)光激發(fā)熒光基團(tuán)到達(dá)高能量狀態(tài)，而后產(chǎn)生發(fā)射光。激發(fā)熒光成像的原理可以描述為：當(dāng)外源光照射到帶有熒光基團(tuán)的生物組織上時(shí)，熒光基團(tuán)吸收光能使得電子躍遷到了激發(fā)態(tài)，電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過(guò)程中會(huì)釋放出熒光，該熒光較吸收的光向紅端移動(dòng)，即發(fā)射的熒光比吸收的外源光的能量低，熒光在組織體內(nèi)傳播并有一部分達(dá)到體表，從體表發(fā)出的熒光被探測(cè)器接收到，從而形成熒光圖像。
2、小動(dòng)物活體成像設(shè)備主要由暗箱、激發(fā)光源、濾光片、鏡頭、高靈敏的相機(jī)和圖
3、根據(jù)三基色原理可知，任何人眼可見(jiàn)的光都可以由紅(r)、綠(g)、藍(lán)(b)三種單色按照適當(dāng)?shù)谋壤旌隙伞Ｔ谑褂貌噬鄼C(jī)成像時(shí)，每一個(gè)傳感器采集到的可見(jiàn)光都可以使用rgb的數(shù)值來(lái)表示。不同波段的可見(jiàn)光，紅、綠、藍(lán)三基色的比例是不同的，相應(yīng)的在彩色相機(jī)得到的rgb值也是不同的。從光譜學(xué)和色度學(xué)的原理出發(fā)，基于1931cie標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)和bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以對(duì)rgb值與光波長(zhǎng)關(guān)系進(jìn)行映射來(lái)建立一個(gè)模型，通過(guò)rgb值來(lái)得到光波長(zhǎng)。因此，可以通過(guò)相機(jī)采集到的rgb值，輸入到rgb與光譜波長(zhǎng)的關(guān)系模型中，得出相機(jī)采集到的通過(guò)濾光片的可見(jiàn)光波段。
4、濾光片安裝完成后，無(wú)法通過(guò)外觀來(lái)檢查濾光片安裝是否正確，但是可以通過(guò)檢測(cè)濾光片透過(guò)的光譜信息，來(lái)匹配濾光片的型號(hào)，從而判斷濾光片安裝是否正確。現(xiàn)階段的檢測(cè)濾光片光譜信息的方法是使用光譜儀檢測(cè)濾光片透過(guò)的光譜范圍和光譜特性。這種方法雖然可以精確的得到濾光片的光譜范圍，但是操作繁瑣，速度慢，安裝測(cè)試不方便，特別是批量生產(chǎn)后，無(wú)法滿足快速檢測(cè)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)濾光片的方式存在的各種問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)和方法可以快速檢測(cè)已安裝好的濾光片光譜信息，并快速判斷是否安裝正確，從而提高檢測(cè)效率，滿足大量檢測(cè)的要求。
2、本專利技術(shù)通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：
3、一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)，包括：
4、作為光源的氙燈，用于為檢測(cè)系統(tǒng)提供照明；
5、濾波輪支架，用于支撐和固定濾波輪，以確保濾波輪能夠平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)并選擇合適的濾光片；
6、濾波輪控制器，用于接收指令并控制濾波輪的旋轉(zhuǎn)，以選擇正確的濾光片；
7、電機(jī)，用于為濾波輪提供動(dòng)力，使其能夠旋轉(zhuǎn)；
8、濾波輪，在所述濾波輪上裝有多個(gè)濾光片，用于選擇性地透過(guò)或阻擋特定波長(zhǎng)的光，以實(shí)現(xiàn)濾光片的自動(dòng)切換；
9、鏡頭，用于聚焦和成像，將經(jīng)過(guò)濾光片的光線投射到相機(jī)上；
10、相機(jī)，用于捕捉經(jīng)過(guò)鏡頭和濾光片的光線，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像；
11、圖像工作站，用于處理相機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像分析、處理操作；
12、暗箱，用于容納所述氙燈、濾波輪支架、濾波輪、濾波輪控制器、電機(jī)、濾波輪、鏡頭以及相機(jī)，提供一個(gè)無(wú)光線的環(huán)境，以避免外部光線對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的干擾。
13、一種濾光片快速檢測(cè)方法，該方法采用上述的一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，包括以下步驟：
14、圖像工作站啟動(dòng)并準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，相機(jī)初始化并切換到rgb模式，準(zhǔn)備采集圖像；
15、打開(kāi)氙燈作為光源，將濾波輪定位到初始位置，并將濾光片位置信息發(fā)送給圖像工作站；
16、透過(guò)濾光片的光進(jìn)入鏡頭，通過(guò)相機(jī)采集并輸出rgb圖像數(shù)據(jù)到圖像工作站，由圖像工作站接收并保存圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)和位置信息關(guān)聯(lián)；
17、在完成第一個(gè)濾光片圖像采集后，圖像工作站通過(guò)串口通信與濾波輪控制器通信，控制濾波輪運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)濾光片位置，重復(fù)采集過(guò)程，直至所有濾光片的圖像數(shù)據(jù)都被采集；
18、在數(shù)據(jù)采集完成后，圖像工作站依次對(duì)每一片濾光片采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)rgb與光譜波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系模型，將采集到的rgb值重建為對(duì)應(yīng)的光譜信息，將得到的光譜信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的光譜信息進(jìn)行比對(duì)，篩選出符合要求的濾光片，對(duì)符合要求的濾光片的rgb值的種類(lèi)及其占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與濾光片的光譜特征曲線進(jìn)行擬合，從而確認(rèn)濾光片的型號(hào)；
19、待所有濾光片的型號(hào)確認(rèn)完畢后，將檢測(cè)結(jié)果與安裝信息進(jìn)行對(duì)比，并打印檢測(cè)結(jié)果。
20、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種濾光片快速檢測(cè)方法，建立rgb與光譜波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系模型，包括：
21、在rgb系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，選用三個(gè)理想的原色來(lái)代替實(shí)際的三原色，從而將cie-rgb系統(tǒng)中的光譜三刺激值和色度坐標(biāo)r、g、b均變?yōu)檎担?/p>
22、求出已知波長(zhǎng)的顏色三刺激值x,y,z，在實(shí)際計(jì)算時(shí)使用求和σ代替積分∫，表示為以下公式：
23、
24、其中，k為調(diào)整因子，s(λ)為某待測(cè)光源的相對(duì)光譜功率分布為光譜三刺激值。
25、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種濾光片快速檢測(cè)方法，計(jì)算出cie-xyz光譜色度坐標(biāo)x,y,z，表示為以下公式：
26、
27、其中，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立r、g、b值與cie標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)定義的顏色三刺激值(x,y,z)之間的映射關(guān)系模型。
28、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種濾光片快速檢測(cè)方法，在采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立映射關(guān)系模型時(shí)，具體包括：
29、收集r、g、b值和對(duì)應(yīng)的x、y、z三刺激值數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本；
30、設(shè)計(jì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括輸入層、隱藏層和輸出層，其中，輸入層接受本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.一種濾光片快速檢測(cè)方法，其特征在于，該方法采用如權(quán)利要求1所述的一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，建立RGB與光譜波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將得到的光譜信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的光譜信息進(jìn)行比對(duì)，篩選出符合要求的濾光片，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)符合要求的濾光片的RGB值的種類(lèi)及其占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.一種濾光片快速檢測(cè)方法，其特征在于，該方法采用如權(quán)利要求1所述的一種濾光片快速檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，建立rgb與光譜波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：
6.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：遲崇巍，何坤山，蔣蔚鈺，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：珠海市迪譜醫(yī)療科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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