[發(fā)明專利]一種透射式CCD成像圖像分析裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010512676.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN101968444A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新生;石松;唐亞海;任季玉;王瑩瑩;郭建瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東達(dá)元食品藥品安全技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/59
• 分類號(hào): G01N21/59;G01N21/27
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體樣品分析識(shí)別領(lǐng)域，具體是指一種透射式CCD成像圖像分析裝置及方法。

背景技術(shù)

目前對(duì)液體樣品的圖形和顏色識(shí)別多采用拍攝法。該法利用近焦距高像素?cái)z像頭對(duì)樣品逐一進(jìn)行拍照，然后把拍攝得到的圖片傳到計(jì)算機(jī)，與預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)樣品做出判斷。該法具有以下的缺點(diǎn)：(1)在識(shí)別數(shù)量巨大的液體樣品時(shí)速度太慢，不能用于時(shí)效性較強(qiáng)的液體樣品識(shí)別；(2)當(dāng)攝像頭由一個(gè)樣品轉(zhuǎn)到另一個(gè)樣品進(jìn)行拍攝時(shí)易產(chǎn)生定位誤差，從而降低識(shí)別的正確率；(3)攝像頭每次啟動(dòng)和停止都會(huì)產(chǎn)生沖擊，使液體樣品產(chǎn)生蕩動(dòng)，對(duì)樣品的原始圖形有明顯的破壞作用。

而且現(xiàn)有的攝像頭或數(shù)碼相機(jī)雖然能夠一次對(duì)多個(gè)液體樣品進(jìn)行拍照，但要獲得不變形的高清圖像需要很大的焦距和很高的分辨率，實(shí)際上不可行?，F(xiàn)有的掃描儀也能夠一次成像，但由于是按平面圖形成像設(shè)計(jì)，不適用于有一定深度的立體成像，而且掃描頭在下樣品在上的方式也不能用于液體成像。

因此，發(fā)明一種能一次對(duì)數(shù)個(gè)乃至數(shù)十個(gè)液體樣品進(jìn)行快速成像，運(yùn)行平穩(wěn)，識(shí)別正確率高的系統(tǒng)顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種透射式CCD成像圖像分析裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述裝置的對(duì)液體樣品進(jìn)行分析識(shí)別的透射式CCD成像圖像分析方法。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種透射式CCD成像圖像分析裝置，包括樣品放置模塊、圖像采集模塊和控制模塊，所述樣品放置模塊包括多孔液體樣品透明容器和托架，多孔液體樣品透明容器放置在托架的凹槽中，通過彈性物壓緊定位；所述圖像采集模塊包括LED均勻透射光源模塊、光學(xué)成像模塊和光電轉(zhuǎn)換模塊，LED均勻透射光源模塊設(shè)置于光學(xué)成像模塊的正下方，并與光學(xué)成像模塊間隔一定距離，光電轉(zhuǎn)換模塊集成在光學(xué)成像模塊中；所述控制模塊包括用于整機(jī)運(yùn)行控制和用戶操作的主控模塊、用于圖像分析的計(jì)算機(jī)、用于控制樣品放置模塊移動(dòng)的托架驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊，主控模塊和計(jì)算機(jī)均通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與圖像采集模塊中的光電轉(zhuǎn)換模塊相連，主控模塊通過托架驅(qū)動(dòng)模塊控制樣品放置模塊的運(yùn)動(dòng)。

所述樣品放置模塊中多孔液體樣品透明容器中的樣品槽為8～96個(gè)。

所述圖像采集模塊中的光學(xué)成像模塊至少比樣品放置模塊的高度高1～3mm，LED均勻透射光源模塊和樣品放置模塊之間的距離為5～20mm。

所述圖像采集模塊中光電轉(zhuǎn)換模塊采用CCD線陣列，長度與多孔液體樣品透明容器寬度接近，能形成10～30mm的焦深。

所述控制模塊中的主控模塊包括CPU、控制鍵盤或觸摸屏。

作為優(yōu)選方案，所述控制模塊中的托架驅(qū)動(dòng)模塊采用塑料齒輪減速器、皮帶傳動(dòng)和滾輪輸送。

一種基于上述裝置的透射式CCD成像圖像分析方法，首先，將裝置中的圖像采集模塊和控制模塊復(fù)位，將裝有實(shí)驗(yàn)樣品的多孔液體樣品透明容器固定放置于托架中，然后主控模塊通過托架驅(qū)動(dòng)模塊控制托架勻速經(jīng)過LED均勻透射光源模塊與光學(xué)成像模塊之間位置，最后圖像采集模塊采集圖像后經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析。

具體包括以下步驟：

(1)系統(tǒng)初始化：接通電源開關(guān)后，裝置中的圖像采集模塊和控制模塊均自動(dòng)復(fù)位，然后將不同液體樣品放入多孔液體樣品透明容器中，再將多孔液體樣品透明容器放置在托架的凹槽中，通過彈性物壓緊定位；

(2)樣品送入：通過主控模塊上的控制按鈕啟動(dòng)托架驅(qū)動(dòng)模塊，托架驅(qū)動(dòng)模塊控制托架勻速經(jīng)過LED均勻透射光源模塊與光學(xué)成像模塊之間位置；

(3)圖像采集：對(duì)于與時(shí)間無關(guān)的樣品，光學(xué)成像模塊拍攝一幅圖像后在光電轉(zhuǎn)換模塊的CCD器件中一次生成多個(gè)液體樣品的立體圖像并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送至計(jì)算機(jī)；對(duì)于和時(shí)間有關(guān)的樣品，光學(xué)成像模塊按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)采集圖像，然后將這些與時(shí)間密切相關(guān)的圖像經(jīng)光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送至計(jì)算機(jī)；

(4)圖像分析：對(duì)于與時(shí)間無關(guān)的樣品，將傳來的圖像按樣品槽數(shù)目進(jìn)行均勻切割，每個(gè)樣品槽作為一張小圖，對(duì)切割后的小圖按順序進(jìn)行編號(hào)，依次對(duì)每張切割后的小圖進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)顏色或色度不同分別與計(jì)算機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像庫或標(biāo)準(zhǔn)色度庫作比對(duì)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)；對(duì)于和時(shí)間有關(guān)的樣品，則將光學(xué)成像模塊定時(shí)采集的圖像與相應(yīng)時(shí)間段的標(biāo)準(zhǔn)圖像或色度作比對(duì)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：