[发明专利]一种比色传感器阵列的手机成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像领域，具体说是一种比色传感器阵列的成像方法。

背景技术

光化学比色阵列传感器是模仿哺乳动物嗅觉和味觉系统，利用多个传感器单元组成阵列，通过传感器阵列与分析物之间的交叉响应，来实现对多种物质及复杂混合物进行响应和检测，这一概念是2000年由美国伊利诺伊大学香槟分校的Suslick教授首次提出，并在接下来的10年里蓬勃发展，已经被应用于毒品检测、有毒气体监测、食品控制等诸多方面。光化学比色传感器阵列利用传感器单元的光学性质(吸收或发射)改变作为输出信号，实现对待分析物的检测。通常采用光谱或成像两种方式对光化学比色传感器阵列中所有传感单元的光学信号进行同时采集。光谱技术由于可以获得完整的光谱，包含信息量大而具有很大优势，但需要比较复杂的仪器设备，对每个传感单元数据的采集也需要一定时间。与光谱技术相比，成像技术具有在给定视野范围内能够检测多个传感器单元的优点，且成像技术比光谱技术简单，无需特殊的仪器，成像设备可以是数码照相机、平板扫描仪、手机摄像头等。

所谓图像是光线经过被摄物体的反射后再经过由镜头、传感器和图像信号处理器组成的基本成像系统的采样量化处理后所产生的。如果不考虑采样与量化，这个过程可以用以下公式简化：

EK(x*,y*)=∫λe(x,y,z,λ)s(x,y,z,λ)ρK(x,y,z,λ)dλ]]>

其中x，y，z为被摄物体的空间坐标，λ为可见光波长，e为入射光强度，s为被摄物体反射函数，ρ为成像系统传输函数，K为RGB三色。x^*，y^*为被摄物体空间坐标在成像面上的投影。可以看出，利用成像技术对传感单元的光学信号进行采集时容易受光强，成像设备与传感器之间的距离以及成像设备本身等因素影响而导致采集到的信号出现误差，辅助设备或具有特定光源的封闭检测室的引入成为消除这类干扰的主要方法。但是，由于辅助设备的引入使得利用成像设备进行数据采集的方法一般只能在实验室中完成，而具有特定光源的封闭检测室需要一定能耗，并且操作不便利，为光化学比色阵列传感器用于现场的快速检测带来了困难。智能手机作为目前大规模应用的一种工具，在成像方面具有操作便捷，成像迅速等优点，是应用于光化学比色阵列传感器快速成像的理想工具。然而，因采用手机现场成像易受光强、成像距离等因素的影响，导致手机成像方法获得的颜色与真实颜色偏差较大；不同型号手机所配置的摄像设备的性能差异导致成像结果差异较大，难以实现标准化，严重阻碍了手机便携成像设备在现场比色分析中的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种手机成像方法，通过引入黑色和白色两种参考颜色，利用校正公式，消除对光化学比色阵列传感器进行取像时产生的颜色偏差，从而达到利用比色传感阵列对待测物的现场快速检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：