[發明專利]基于OPT技術的多模態層析成像方法及系統

在審

• 申請號: 202211545790.2
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115901639A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 劉碧旺;黃麗媛;林哲凱;曹慧珠;楊皓樺;余有平;麥浩基;鐘俊平;丁文正;曾亞光;韓定安
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/84;G01J5/00;G01B11/24
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 林玉芳;何珉

本發明提供了一種基于OPT技術的多模態層析成像方法及系統，包括步驟：采用紅外相機和偏振相機圍繞樣品旋轉，以采取樣品多個角度的可見光數據、紅外數據和偏振數據；通過GPU加速對可見光數據、紅外數據和偏振數據進行層析處理，以得到樣品的層析圖像。本發明通過采用紅外相機和偏振相機，采集到樣品多個角度的二維信息，進而使用層析算法重建出相應的三維信息，實現非接觸、高分辨率的三維形態場、溫度場、偏振場的重建，為火焰的燃燒診斷提供更多元的信息。

技術領域

本發明屬于三維層析成像技術領域，具體涉及一種基于OPT技術的多模態層析成像方法及系統。

背景技術

烴類燃料是當前最為常見的一類燃料，是內燃機、航空發動機、火箭發動機等設備的主要動力來源。因此，為了更好地監測烴類燃料燃燒效率，監控烴類燃料燃燒對環境的污染，燃燒診斷技術的提高十分重要。燃燒過程中火焰的自發輻射可以用來描述火焰的結構和反應特性。故可以對火焰進行三維成像，實現對火焰的診斷。在現有技術中，通常采用雙模態成像的方法實現成像，雙模態成像方法激光、白光以及兩個CCD相機實現，但對于火焰而言，該種方法無法對樣品的溫度場和偏振場進行成像。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明提供了一種基于OPT技術的多模態層析成像方法及系統，其能實現對樣品溫度場和偏振場的成像。

為了解決上述問題，本發明采用以下方案實現：

一種基于OPT技術的多模態層析成像方法，包括步驟：

采用紅外相機和偏振相機圍繞樣品旋轉，以采取樣品多個角度的可見光數據、紅外數據和偏振數據；

通過GPU加速對可見光數據、紅外數據和偏振數據進行層析處理，以得到樣品的層析圖像。

作為本發明的進一步改進，在所述采用紅外相機和偏振相機圍繞樣品旋轉，以采取樣品多個角度的可見光數據、紅外數據和偏振數據的步驟之前，還包括步驟：

調整紅外相機和偏振相機的參數。

作為本發明的進一步改進，所述調整相機組的參數的步驟，包括：

調整紅外相機的發射率、閾值范圍；

調整偏振相機的曝光時間、幀速率、現場大小。

作為本發明的進一步改進，所述層析處理的算法表示為：

其中，m＝1,2,...,M，M是所有投影的射線總數，等于某角度投影射線數與投影角度個數的乘積)代表每一次完整迭代得方程個數；

i＝1,2,...,N，N是二維切片圖像離散出的獨立的體元)代表每次完整迭代解的個數；

k＝1,2,...,M，M是所有投影的射線總數，等于某角度投影射線數與投影角度個數的乘積；

j＝1,2,...,N，N是二維切片圖像離散出的獨立的體元；

ω_jk是體元j對射線L_k的權重因子，代表了體元與射線的相關性；

P_jk＝ω_jk·x_j是體元j對射線L_k的貢獻；

f_i^(m)即為經過完整迭代運算后火焰切片數據對應位置大小。

本發明還提供了一種基于OPT技術的多模態層析成像系統，用于實現上述的多模態層析成像方法，包括：

電機；

樣品放置平臺，用于放置樣品；