[發(fā)明專利]基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110052065.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112881301A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 李志芳;李德茲;鐘兆偉;吳淑蓮
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/84;G06T7/00;G06T7/10;G06T7/70;A61B5/00
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟S1：運用正交偏振門光學相干層析成像系統(tǒng)對手指指紋樣本進行數(shù)據(jù)采集；

步驟S2：對采集到的指紋圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過運算后得到強度數(shù)據(jù)M00；

步驟S3：對強度數(shù)據(jù)進行圖像重建得到M00圖像，在用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡對M00圖像中的汗腺進行分割，并標識出左右旋汗腺結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：步驟S1中在正交偏振門光學相干層析成像系統(tǒng)的參考壁設置兩種不同偏振類型的光學通道，即水平線偏振光和垂直線偏振光，同時控制精密旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)二分之一波片使樣品臂呈水平線偏振光和垂直線偏振光，進而對手指指紋樣本進行數(shù)據(jù)采集。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：步驟S1中將樣品壁兩路光分別與參考壁兩路光分別干涉得到四組強度數(shù)據(jù)分別記為S_hR_h、S_hR_v、S_vR_h、S_vR_v；S_h表示樣品壁水平線偏振態(tài)光,R_h表示參考壁水平線偏振態(tài)光,S_v表示樣品壁垂直線偏振態(tài)光,R_v表示參考壁垂直線偏振態(tài)光。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：步驟S2具體實現(xiàn)如下：

步驟S21、用正交偏振門光學相干層析成像系統(tǒng)掃描得到的四組數(shù)據(jù)S_hR_h、S_hR_v、S_vR_h、S_vR_v；根據(jù)Mueller矩陣元素可以知道M00表示強度數(shù)據(jù),M00數(shù)據(jù)均和水平和垂直偏振態(tài)有關，根據(jù)以下公式可以計算得到M00強度數(shù)據(jù)值；

M00＝(S_hR_h+S_hR_v)+(S_vR_h+S_vR_v) (1)

步驟S22、將M00數(shù)據(jù)值進行圖像重建，即可得到強度圖M00。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：步驟S3具體實現(xiàn)如下：

步驟S31、在M00圖像中標記出汗腺位置做標簽，用數(shù)據(jù)增強的方法增加數(shù)據(jù)的量，并以此為數(shù)據(jù)集，

步驟S32、使用數(shù)據(jù)集訓練分割模型，使用訓練好的模型，對每組數(shù)據(jù)進行分割，

步驟S33、根據(jù)400張圖前后的延續(xù)性，判斷是否為真的汗腺；是則，執(zhí)行步驟34；否則，判斷不是汗腺并結束識別；

步驟S34、根據(jù)每個汗腺的范圍讀取原始圖像中的數(shù)值，根據(jù)每個汗腺位置的正負值的數(shù)量確定汗腺的旋向。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：步驟S34中用不同的顏色去標記不同汗腺的旋向以實現(xiàn)可視化。

7.基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別系統(tǒng)，應用于權利要求1至6任一所述的基于正交偏振門光學相干層析成像的汗腺識別方法，其特征在于：系統(tǒng)包括正交偏振門光學相干層析成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)包括：寬帶光源、第一準直器、第一非偏振分束器、第二非偏振分束器、第一中性濾波片、第一光開關、第一反射鏡、第二中性濾波片、第二光開關、第二反射鏡、自動旋轉(zhuǎn)二分之一波片、掃描振鏡、透鏡、樣品、光譜儀、計算機；寬帶光源發(fā)射的光束經(jīng)第一非偏振分束器后分成兩路，透射的光束經(jīng)過第二非偏振分束器分成兩路光束作為參考光，經(jīng)過第二非偏振分束器后，透射的光束做為參考壁的水平偏振光依次通過第一中性濾波片、第一光開關，最后經(jīng)過第一反射鏡反射回到第一非偏振分束器；反射的光束一次通過第二中性濾波片、第二光開關、1/4波片和第二反射鏡返回到第一非偏振分束器，此時的偏振光狀態(tài)為垂直偏振光；經(jīng)過第一非偏振分束器后，反射的光束作為樣品光，樣品光依次經(jīng)過自動旋轉(zhuǎn)二分之一波片、掃描振鏡、經(jīng)過透鏡聚焦后入射到待測樣品中，從待測樣品不同深度返回的光經(jīng)過后向散射原路返回至分束器與參考壁反射回來的光發(fā)生干涉，干涉后的光經(jīng)過第二準直器到光譜儀探測，光譜儀連接計算機，光譜儀連接計算機數(shù)據(jù)采集設備，計算機數(shù)據(jù)采集設備分別連接并控制每路偏振光路結構的光開關選擇對應偏振的參考光；計算機數(shù)據(jù)采集設備連接并控制二分之一波片所在的精密旋轉(zhuǎn)工作臺，計算機數(shù)據(jù)采集設備基于所選擇的偏振參考光控制二分之一波片的精密旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)，以得到與參考壁相同的樣品偏振光；計算機內(nèi)置處理程序?qū)Φ玫降墓庾V數(shù)據(jù)進行處理保存強度數(shù)據(jù)。