[發明專利]雙相機的多光譜成像系統和方法

有效

• 申請號: 201210196099.8
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102721469A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 田捷;遲崇巍;秦承虎;楊鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 戎志敏

技術領域

本發明涉及一種成像系統，特別是關于一種雙相機的多光譜成像的系統和方法。

背景技術

近年來，由于分子影像學技術的不斷發展，繼放射性核素成像、正電子發射斷層掃描、單光子發射計算機斷層和磁共振成像之后，出現了高分辨率的光學成像，其中近紅外熒光成像倍受關注。由于光穿透組織的能力與組織吸收光的強弱、光波的特性、生物組織結構及其物理化學特性均有關系。650～900nm的近紅外光(Near-Infrared，NIR)被稱為“組織光窗(Tissue?Optical?Window)”，與可見光相比具有：(1)生物組織對此波段近紅外光的吸收和散射效應最小，與可見光相比近紅外光可穿透更深層的組織；(2)由于生物組織對此波段近紅外光的自體熒光較小，信背比(Signal-to-background?ratio，SBR)相對高等優點。

目前市場上有關探測近紅外光線的產品均是采用單臺相機進行實時成像，由于近紅外光線肉眼不可見，所以一般采集到的圖像和肉眼看到的圖像有所不同。根據《Nature?Medicine》2011年9月報道的國際最新進展，荷蘭科學家Gooitzen?M?van?Dam等人采用三臺相機協同工作的方法進行拍攝，可以同時看到熒光圖像、彩色圖像以及拼合圖像。其中三臺相機主要由三個CCD組成，分別用來拍攝彩色圖像(光譜范圍400nm-650nm)，熒光圖像(光譜范圍745nm-845nm)以及背景圖像(光譜范圍740nm-760nm)。通過兩臺計算機進行協同工作，同步處理拍攝到的圖像，達到熒光、彩色以及拼合三幅圖像顯示的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于雙CCD相機的視頻成像系統和方法。

按照本發明的一方面，一種雙相機的多光譜成像系統，包括：

光源模塊，用于提供近紅外光和可見光；

光學信號采集模塊，用于采集熒光和可見光圖像；

計算機模塊，用于處理采集到的圖像，并將處理后的圖像顯示在計算機顯示器上。

本發明采用光學分光棱鏡將通過鏡頭的光線一分為二，用兩臺CCD相機同時進行實時采集。我們在各相機前增加帶通濾光片，使得兩臺相機分別在不同光波長范圍內成像，最終通過軟件進行圖像處理，將不同譜段的圖像拼合到一起，實現熒光與可見光融合的圖像效果。拓展了光學分子影像探針可供選擇的空間，延伸了光學分子影像研究與應用的范圍。

附圖說明

圖1是本發明的組織結構圖；

圖2是本發明的系統原理圖；

圖3是本發明的棱鏡結構圖；

圖4是本發明的系統支架結構示意圖；

圖5是本發明的算法流程圖；

圖6是本發明實施案例的結果圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施做詳細的描述。

我們根據近紅外光線的特點，并基于長期在近紅外成像領域的研究經驗，本發明采用兩臺相機來實現熒光、彩色以及拼合圖像的獲取功能，同樣達到三幅圖像顯示的目的。系統所拍攝的視頻和圖像均可以達到其報道的水平，并且所有的操作最終在一臺計算機上運行實現。

如圖1所示，

系統支撐模塊(110)，用于支撐和連接各部件；

光源模塊(120)，用于提供近紅外光和可見光；

光學信號采集模塊(130)，用于采集熒光和可見光圖像；

計算機模塊(140)，軟件控制模塊(141)控制近紅外CCD相機(101)和彩色CCD相機(102)，圖像處理模塊(142)處理采集到的圖像，顯示模塊(143)將處理后的圖像顯示在計算機顯示器上。

其中：

濾光片一(122)表示帶通濾光片，光譜范圍是710nm-770nm；

濾光片(133)表示帶通濾光片，光譜范圍是810nm-870nm；

濾光片三(124)表示帶通濾光片，光譜范圍是400nm-650nm；

濾光片四(125)表示帶通濾光片，光譜范圍是400nm-650nm。