[發(fā)明專利]基于圖像灰度識別的拉曼光譜檢測設(shè)備及方法

在審

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• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107991287A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海輝;王紅球;張建紅;左佳倩
• 申請（專利權(quán)）人: 同方威視技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/27
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 安輝

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種檢測設(shè)備和檢測方法，并且特別地涉及一種基于圖像灰度識別的拉曼光譜檢測設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

拉曼光譜分析技術(shù)是一種以拉曼散射效應(yīng)為基礎(chǔ)的非接觸式光譜分析技術(shù)，它能對物質(zhì)的成分進(jìn)行定性、定量分析。拉曼光譜是一種分子振動光譜，它可以反映分子的指紋特征，可用于對物質(zhì)的檢測。拉曼光譜檢測通過檢測待測物對于激發(fā)光的拉曼散射效應(yīng)所產(chǎn)生的拉曼光譜來檢測和識別物質(zhì)。

近年來，拉曼光譜分析技術(shù)在危險(xiǎn)品檢查和物質(zhì)識別等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在物質(zhì)識別領(lǐng)域，由于各種物質(zhì)的顏色、形狀各異，人們通常無法準(zhǔn)確判斷物質(zhì)的屬性，而拉曼光譜由被檢物的分子能級結(jié)構(gòu)決定，因而拉曼光譜可作為物質(zhì)的“指紋”信息，用于物質(zhì)識別。因此拉曼光譜分析技術(shù)在海關(guān)、公共安全、食品藥品、環(huán)境等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

由于拉曼光譜需要用高功率密度的激光作為激發(fā)光源，比如近紅外的785nm激光有較強(qiáng)的熱效應(yīng)，在待檢測物體的成分未知的情況下，貿(mào)然檢測很可能會導(dǎo)致待檢測物體被激光燒蝕損傷，如果待檢測物體是易燃易爆化學(xué)品，則可能會導(dǎo)致產(chǎn)生燃燒、爆炸等狀況，造成人身財(cái)產(chǎn)的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于至少部分地解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。

根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提出了一種基于圖像灰度識別的拉曼光譜檢測設(shè)備。

根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施例，所述檢測設(shè)備可包括：激光器，其配置成向待檢測的物體發(fā)射激光；拉曼光譜儀，其配置成接收來自所述物體的拉曼光；成像裝置，其配置成獲取所述物體的圖像；和控制器，其配置成基于所述圖像的灰度控制所述檢測設(shè)備的操作。

根據(jù)另一實(shí)施例，所述控制器可被進(jìn)一步配置為：基于所述圖像確定所述圖像中的每個(gè)像素的灰度值；將每個(gè)像素的灰度值與閾值灰度值作比較，以確定灰度值小于閾值灰度值的像素的數(shù)量相對于總像素?cái)?shù)量的百分比；以及將所述百分比與閾值百分比作比較，并基于比較結(jié)果控制所述檢測設(shè)備。

根據(jù)另一實(shí)施例，所述控制器可被進(jìn)一步配置為：基于所述圖像確定所述圖像的每個(gè)像素的灰度值；基于每個(gè)像素的灰度值計(jì)算所述圖像中所有像素的平均灰度值；和將所述平均灰度值與閾值平均灰度值作比較，并基于比較結(jié)果控制所述檢測設(shè)備。

根據(jù)又一實(shí)施例，所述檢測設(shè)備還可包括：第一分光鏡，其設(shè)置在從所述物體到所述拉曼光譜儀的拉曼光光路中并且配置成將所述激光器發(fā)射的激光引導(dǎo)至所述物體并使得來自所述物體的拉曼光穿過該第一分光鏡傳輸至所述拉曼光譜儀。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，所述第一分光鏡可包括長波通二向色鏡。

根據(jù)又一實(shí)施例，所述檢測設(shè)備還可包括：第二分光鏡，其設(shè)置在從所述物體到所述拉曼光譜儀的拉曼光光路中并且配置成反射可見光以使成像裝置對所述物體成像并允許所述激光器發(fā)射的激光和來自所述物體的拉曼光通過該第二分光鏡。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，所述第二分光鏡可包括長波通二向色鏡。

根據(jù)又一實(shí)施例，所述檢測設(shè)備還可包括以下光學(xué)部件中的至少一個(gè)：第一濾波片，其設(shè)置在所述拉曼光光路中的所述第一分光鏡和第二分光鏡的下游并且配置成用于濾除光信號中的瑞利光；第二濾波片，其設(shè)置在所述激光器與所述第一分光鏡之間并配置成將所述激光器發(fā)出的激光限定在期望的波長段內(nèi)；和第三濾波片，其設(shè)置在所述成像裝置與所述第二分光鏡之間并且配置成用于濾除來自物體的激光。

根據(jù)又一實(shí)施例，所述檢測設(shè)備還可包括以下光學(xué)部件中的至少一個(gè)：第一會聚透鏡或透鏡組，其設(shè)置在第二分光鏡與所述物體之間；第二會聚透鏡或透鏡組，其設(shè)置在成像設(shè)備與第二分光鏡之間；和第三會聚透鏡或透鏡組，其設(shè)置在拉曼光譜儀與第一分光鏡之間。

需要說明的是，前文所述的第一至第四會聚透鏡或透鏡組中的每一個(gè)可以包括圖1中所示的單個(gè)凸透鏡，也可以包括由多個(gè)透鏡組成的具有聚光功能的透鏡組。

根據(jù)又一實(shí)施例，所述檢測設(shè)備還可包括：光源，其配置成向所述物體提供照明。

根據(jù)本申請的另一方面，提出了一種基于圖像灰度識別的檢測方法。

根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施例，所述檢測方法可包括：獲取待檢測的物體的圖像；確定圖像中每個(gè)像素的灰度；基于圖像中像素的灰度確定所述物體是否適于檢測；如果確定所述物體適于檢測，則執(zhí)行檢測；和如果確定所述物體不適于檢測，則終止檢測。