[發(fā)明專(zhuān)利]基于高光譜的空間頻域成像裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710247374.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106908445A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅霞萍;何學(xué)明;付峰;饒秀勤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/84
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 林超

1.一種基于高光譜的空間頻域成像裝置，其特征在于：包括箱體(0)以及安裝箱體內(nèi)的投影部分(1)、成像部分支架(6)、投影部分支架(4)、成像部分(2)、樣品臺(tái)(3)、第一電動(dòng)平移臺(tái)(7)、第二電動(dòng)平移臺(tái)(8)、控制器(9)和計(jì)算機(jī)(10)，箱體(0)內(nèi)的底部安裝有第二電動(dòng)平移臺(tái)(8)、樣品臺(tái)(3)和投影部分(1)，樣品臺(tái)(3)上放置樣品(5)，第一電動(dòng)平移臺(tái)(7)垂直安裝在第二電動(dòng)平移臺(tái)(8)上，在第一電動(dòng)平移臺(tái)(7)上安裝有成像部分支架(6)，成像部分支架(6)上安裝有成像部分(2)，投影部分支架(4)上安裝有投影部分(1)，投影部分(1)的投影設(shè)備和成像部分(2)的成像設(shè)備均朝向樣品(5)；箱體(0)外設(shè)有控制器(9)和計(jì)算機(jī)(10)，投影部分(1)和成像部分(2)均連接到計(jì)算機(jī)(10)，第一電動(dòng)平移臺(tái)(7)和第二電動(dòng)平移臺(tái)(8)經(jīng)控制器(9)和計(jì)算機(jī)(10)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高光譜的空間頻域成像裝置，其特征在于：所述投影部分(1)包括投影儀(101)、投影部分安裝箱(102)和投影偏振片(103)，投影儀安裝箱(102)固定安裝在投影部分支架(4)頂部，投影儀(101)放置在投影儀安裝箱(102)內(nèi)，投影偏振片(103)安裝在投影儀(101)鏡頭正前方的投影儀安裝箱(102)的圓筒內(nèi)，投影儀(101)的鏡頭朝向與豎直方向之間的夾角小于5°；

所述成像部分(2)包括可見(jiàn)波段光譜相機(jī)(201)、近紅外波段光譜相機(jī)(202)和兩塊成像偏振片(203)，兩個(gè)相機(jī)固定安裝在成像部分支架(4)頂部，兩個(gè)相機(jī)位于樣品(5)正上方并且鏡頭端朝下，兩個(gè)相機(jī)鏡頭端的正前方均設(shè)有成像偏振片(203)，成像偏振片(203)與投影偏振片(103)的偏振方向相垂直。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于高光譜的空間頻域成像裝置，其特征在于：所述投影儀(101)投射出空間調(diào)制的結(jié)構(gòu)光到樣品(5)上，通過(guò)第一電動(dòng)平移臺(tái)(7)切換可見(jiàn)波段光譜相機(jī)(201)或近紅外波段光譜相機(jī)(202)，通過(guò)第二電動(dòng)平移臺(tái)(8)帶動(dòng)成像部分(2)在樣品(5)上方移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品(5)表面的掃描成像，獲得樣品(5)表面的高光譜圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高光譜的空間頻域成像裝置，其特征在于：所述的投影儀安裝箱(102)兩側(cè)均開(kāi)有水平的平行長(zhǎng)槽，投影部分支架(4)的兩側(cè)開(kāi)有豎直的平行長(zhǎng)槽，投影儀安裝箱(102)和投影部分支架(4)的平行長(zhǎng)槽之間通過(guò)螺紋連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高光譜的空間頻域成像裝置，其特征在于：所述的成像部分支架(6)頂部側(cè)壁開(kāi)有四個(gè)豎直的平行長(zhǎng)槽，四個(gè)平行長(zhǎng)槽用于方便調(diào)節(jié)可見(jiàn)波段光譜相機(jī)(201)與近紅外波段光譜相機(jī)(202)的安裝高度。

6.應(yīng)用于權(quán)利要求1-5任一所述方法的一種基于高光譜的空間頻域成像方法，其特征在于：空間調(diào)制后的結(jié)構(gòu)光照射到被檢測(cè)樣品上產(chǎn)生反射，高光譜相機(jī)掃描被檢測(cè)樣品的反射光獲得一幅高光譜圖像，調(diào)整結(jié)構(gòu)光的相位和頻率參數(shù)進(jìn)行一系列掃描采集獲得連續(xù)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的不同高光譜圖像，將高光譜圖像經(jīng)圖像解調(diào)為被檢測(cè)樣品的漫發(fā)射圖像，再?gòu)穆l(fā)射圖像中提取獲得被檢測(cè)樣品在連續(xù)波長(zhǎng)下的光學(xué)特性參數(shù)信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于高光譜的空間頻域成像方法，其特征在于：所述被檢測(cè)樣品的漫發(fā)射圖像采集過(guò)程具體為：

1)先用參比白板代替被檢測(cè)樣品放置在樣品臺(tái)(3)上，通過(guò)投影儀(101)向參比白板依次投射出不同空間頻率的具有正弦灰度圖案的結(jié)構(gòu)光，每次投射后通過(guò)可見(jiàn)波段光譜相機(jī)(201)或者近紅外波段光譜相機(jī)(202)掃描參比白板采集到參比白板的可見(jiàn)光圖像或者近紅外圖像；

2)將被檢測(cè)樣品放置在樣品臺(tái)(3)上，再通過(guò)投影儀(101)向參比白板依次投射出不同空間頻率的具有正弦灰度圖案的結(jié)構(gòu)光，每次投射后通過(guò)可見(jiàn)波段光譜相機(jī)(201)或者近紅外波段光譜相機(jī)(202)掃描被檢測(cè)樣品，采集到被檢測(cè)樣品的可見(jiàn)光圖像或者近紅外圖像；

3)關(guān)閉投影儀(101)，通過(guò)可見(jiàn)波段光譜相機(jī)(201)或者近紅外波段光譜相機(jī)(202)掃描被檢測(cè)樣品采集暗場(chǎng)圖像；

4)選取圖像感興趣區(qū)域，根據(jù)由參比白板獲得的圖像對(duì)由被檢測(cè)樣品獲得的圖像進(jìn)行解調(diào)獲得被檢測(cè)樣品的漫發(fā)射圖像。