[发明专利]一种用于含水透明组织的透射光谱成像方法

说明书

本发明公开了一种用于含水透明组织的透射光谱成像方法，该方法包括激光多光谱透射定标、太赫兹扫描透射定标、激光多光谱透射成像、太赫兹透射扫描成像、图像计算处理与建库五个步骤。本发明的有益效果是，提供了超连续谱匀光激光源的照明透射成像方法以及太赫兹扫描透镜成像方法，结合标准透明液体样校正，可获取重要生物资源样品的结构、纹理、密度、透过率等组织特征，有利于得到含有多种信息的透射光谱图像，方便海关进出口检测检疫部门进行重要生物资源的溯源、鉴别及保护。

技术领域

本发明涉及一种透射式光谱成像方法，尤其涉及一种采用超连续谱匀光激光源照明结合单光束扫描太赫兹源的标准透射式成像方法，适用于动植物含水透明组织的成像分析，属于光电成像领域。

背景技术

在进出口领域，各国对重要的生物资源的进出口大都采取严格控制的措施。例如美国农业部动植检疫局规定，禁止家畜、种蛋、动物精液、血样、胚胎、排泄物等遗传物质出入境。近年来，中国出口的动植物逐年增多，但目前尚未建立完善的原产地鉴定、物性及遗传表征等元数据库。加强对特殊的战略生物资源的保护和原产地溯源研究以及开发各类遗传资源样品的非接触式检测系统势在必行。

在珍稀动物血液、尿液、精液以及植物经乳酸浸渍后的叶片等样本的物性及遗传表征元数据库构建方面，高分辨率的多光谱图像可反映出其结构、纹理、透明度、形态等多方面的特征，是可行高效的技术手段。

本发明采用超连续谱匀光激光源的透射光谱成像方法，用于获取珍稀动物血液、尿液、精液以及植物经乳酸浸渍后的叶片等样本的可见及中红外谱段多光谱标准透过率图像；采用单光束扫描太赫兹源的方法获取其太赫兹谱段标准透过率图像。在两种技术的支撑下发明一种用于珍稀动植物进出口保护的综合透射光谱成像仪，可用于动植物资源的物性建库及甄别，方便海关进出口检测检疫部门进行重要生物资源的溯源、鉴别及保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种标准超连续谱成像与扫描太赫兹成像的综合透射成像方法，可获取珍稀动物血液、尿液、精液以及植物经乳酸浸渍后的叶片等重要生物资源样品的可见、中红外、太赫兹谱段的标准透过率图像，用于重要生物资源的建库、溯源、鉴别及保护。

本发明是这样来实现的：

本发明提出的综合光谱成像仪由嵌入式主控制器、太赫兹扫描成像子系统、多光谱成像子系统、样品室和无线局域网收发器组成；

其中太赫兹扫描成像子系统由发射头、接收头、两维电动平台和扫描与切换控制器组成；发射头包括太赫兹源与太赫兹发射透镜；接收头包括太赫兹接收透镜与太赫兹传感器；发射头与接收头以太赫兹光轴为轴线同轴安装，并固定于两维电动平台上；两维电动平台在扫描与切换控制器的控制下可做二维平面扫描；

多光谱成像子系统由滤光片轮、滤光片轮控制器、带通滤光片、超连续谱激光器、光纤耦合镜、一分多光纤、匀光器、二次匀光板、多光谱相机、多光谱成像镜头与全反镜组成；滤光片轮上装有多片带通滤光片，在滤光片轮控制器的控制下可依次切入激光光轴；

样品室内有样品池、标准透明液体样和切换器，样品装进样品池后，插入样品室对应槽口；切换器控制切换标准透明液体样或样品池插入样品室；标准透明液体样与样品池平面尺寸一致；

超连续谱激光器发出可见至中红外谱段的超连续谱激光，沿激光光轴传输，经光纤耦合镜与某一带通滤光片后，输出为某一通带的激光，耦合进一分多光纤，进行一至多分束；一分多光纤的多输出光纤均匀安置分布在匀光器平面上；匀光器平面为漫透射平面，可使透过光束得到匀光效果；匀光后的通带激光束经全反镜反射后转向主光轴，再透过二次匀光板后，其表面发出的光分布更均匀，当其照明在样品室的样品上，其透射光沿主光轴经多光谱成像镜头成像到多光谱相机上；激光光轴与主光轴共面，激光光轴垂直于主光轴；