[發明專利]多波長紅外偏振光實時影像導引系統有效

申請號：	201310318415.9	申請日：	2013-07-26
公開（公告）號：	CN103393404A	公開（公告）日：	2013-11-20
發明（設計）人：	顏樂先;吳冕	申請（專利權）人：	重慶蝶波科技有限公司
主分類號：	A61B5/00	分類號：	A61B5/00;G01R31/02;G01N21/88
代理公司：	重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙) 50214	代理人：	魏鵬
地址：	400010 重慶市渝中區中***	國省代碼：	重慶;85
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摘要：
搜索關鍵詞：	波長紅外偏振光實時影像導引系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及到實時影像導引技術領域，特別涉及到一種多波長紅外偏振光實時影像導引系統。?

背景技術

目前國內外實時影像導引技術是采用超聲波、X射線等方法對待操作物體進行成像并處理，并在顯示器上顯示影像，即可為操作者提供目標物體的操作引導。但是這種實時影像導引技術中利用到的X射線及超聲波成像技術都存在一定缺陷。如：?X射線照射到生物機體時可使生物細胞受到抑制、破壞甚至壞死，致使機體發生不同程度的生理、病理和生化等方面的改變。因此X射線成像應用在實時影像技術時會對參與操作的人機體造成損害。而超聲波成像時超聲波聲束所經過路徑中不能有空氣，因此超聲探頭必須通過耦合劑與目標固體或液體接觸，超聲導引無法實現無接觸的導引，超聲探頭會影響操作者的操作視野，也就是說，超聲波成像影像導引方法無法做到直視操作。而且，不論超聲成像或者X射線成像技術所涉及到的設備體型較大，結構復雜，操作的靈活性會受到一定的限制。?

紅外偏振成像是紅外探測成像科學中的一個具有極高應用價值領域，它將偏振成像技術引入到紅外領域，可以克服紅外光強成像時的諸多噪聲。由于不同物體或同一物體的不同狀態會產生不同的偏振狀態，形成不同的偏振光譜。傳統紅外技術測量的是物體的輻射的強度，而偏振測量的是物體輻射在不同偏振方向上的對比度，因此它能夠將輻射強度相同而偏振性不同的物體區別開來。紅外偏振成像在醫學、工業和軍事方面都可以有很廣泛的應用，其顯著特征是可以幫助區別出待操作物體的表面反射圖像和淺表圖像。?

現有專利中已經存在利用紅外偏振成像將淺表層物體的圖像增強并最終投影到物體表面的技術。例如，專利號為201110266943，專利名稱為一種表層血管顯示方法和儀器的專利，利用紅外正交偏振光對人體手背成像，并利用攝像機采集圖像后由信號處理單元將圖像進行處理，最終由投影儀將處理后的血管圖像準確地投影到人體手背表面。該專利利用紅外偏正成像的原理，采用兩種波長的紅外光源以達到動靜脈成像的目的，而沒有充分將該技術推廣到其他類似的淺表物體的顯示或檢測上；更沒涉及到根據具體情況對淺表物體進行操作引導。?

因此，現有技術缺乏一種利用紅外偏振成像原理對淺表物體進行成像觀測，并根據具體情況進行操作引導的系統。?

發明內容

本發明多波長紅外偏振光實時影像導引系統，將紅外偏振成像技術應用到實時影像導引技術中，通過圖像采集、目標圖像識別、圖像處理后，再將引導標識添加到目標圖像處形成引導圖像，最后將引導圖像投影到待操作物體的表面，本發明適用于對淺表層物體的具體操作進行引導。?

一種多波長紅外偏振光實時影像導引系統，包括光源模塊、光學組件模塊、成像模塊、嵌入式控制模塊、投影模塊、電源模塊和人機交互界面模塊，?

所述光源模塊為整個系統提供紅外激光的主光源和紅外光的輔助光源；

所述成像模塊采用圖像傳感器和成像電路，用于采集待操作物體的圖像；

所述光學組件包括投影鏡頭、成像鏡頭，特殊鍍膜的棱鏡或平面鏡形成的冷鏡、熱鏡，紅外起偏鏡和檢偏鏡，冷鏡、熱鏡用于調整光路傳播路徑，使采集圖像的光路與投射圖像的光路保持一致；

所述嵌入式控制模塊包含高性能微處理器和視頻圖像格式轉換芯片，用于系統主控、圖像處理、目標圖像識別和引導圖像的生成；且所述嵌入式控制模塊在預先存儲目標物體的特征庫，將成像模塊采集的圖像特征與內置特征庫進行對比，識別出目標圖像，在目標圖像處加入引導標識最終形成引導圖像；

所述投影模塊采用微投影光機，用于將引導圖像投射到待操作物體表面；

所述光源模塊主光源照射光路上設置有紅外起偏鏡，成像模塊的前方的光路上設置有檢偏鏡；檢偏鏡前方光路上設置有45°傾斜的冷鏡，成像模塊前方的光路上設置有45°傾斜的熱鏡，且成像模塊的鏡頭與投影模塊的鏡頭平行設置；嵌入式控制模塊連接成像模塊、投影模塊與人機交互界面模塊。

進一步的，所述光源模塊采用呈陣列分布的紅外激光和紅外LED燈，且紅外LED燈的發射光為波長在700nm~1500nm之間的多種波長組合。?

進一步的，所述引導圖像采用綠光作為背景光。?