[发明专利]快速多波长组织光学参数测量装置及反构方法

权利要求书

1.一种快速多波长组织光学参数测量装置，包括光源系统、具有双积分球的光路系统、检测系统、计算机及数据采集系统，其特征在于，所述的光源系统包括：四个或四个以上的半导体激光器，能够提供四个或四个以上波长的激光光源；多选一光开关，用于对所述的半导体激光器进行选择切换；信号发生器，用于对所选定的激光器所产生的激光进行高频调制；激光驱动器；准直透镜，用于将半导体激光器发出的发散光转变为准直光；孔径光阑，用于限制所述准直光的光束大小；所述的检测系统包括漫反射光检测器、漫透射光检测器和准直光检测器三个检测器和后极放大器及锁相放大器，准直光束通过反射球的入光口入射到样品上，漫反射光经过反射球内壁的多次反射后，其光强信号由反射球上的漫反射光检测器获取；光穿过样品后，漫透射光经过透射球内壁的多次反射，其光强信号由透射球上的漫透射光检测器获取；准直透射光穿过透射球的出光口，光强信号经过衰减后，由准直光检测器获取由准直光检测器获取，三个检测器获取的信号通过后极放大器和锁相放大器，通过数据采集系统转换为数字信号并送入计算机进行处理。

2.一种采用权利要求1所述的测量装置实现的反构方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)用蒙特卡洛方法建立包含三个光学参数和三个测量量之间的映射关系的训练数据库，所述的三个光学参数为吸收系数，散射系数以及各向异性因子，所述的三个测量量为漫反射率、漫透射率和准直透射率；

(2)根据测量要求，利用多选一光开关，选择半导体激光器；

(3)配制具有固定光学参数的一组待测组织的标准仿体，

(4)利用所述的装置，采用相对测量的方法，测量所述标准仿体的漫反射光谱、漫透射光谱和准直透射光谱，获得漫反射率、漫透射率和准直透射率三个测量量；

(5)利用对所述标准仿体的测量数据，对所述训练数据库中的数据进行校正，得到新的神经网络训练数据库。

(6)建立BP神经网络，输入层为新的神经网络训练数据库里的三个测量量，输出层为该库里三个测量量相对应的三个光学参数；

(7)利用训练数据库里的数据对BP神经网络进行训练，直到神经网络结果符合目标精度要求；

(8)采用所述的装置，获取待测组织样品的测量量；

(9)应用训练后的神经网络，以测量到的样品反射率，漫透射率以及准直透射率，反构出样品的光学参数。

3.根据权利要求2所述的反构方法，其特征在于，建立含有两个隐层的BP神经网络，隐层节点数为25个，隐层传递函数分别采用“tansig”与“purelin”函数，采用梯度下降权值学习函数训练BP网络。