[发明专利]一种基于高光谱图像的在体组织光学参数测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于高光谱图像的在体组织光学参数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过在体组织光学参数测量装置获取样品的8通道图像；

输入窄带滤光通道反射值和测量的漫反射光谱值，使用维纳矩阵重构得到光谱图；

结合Monte Carlo查表法与正向模型进行建模和数据拟合，得到样品的模拟反射光谱；

采用最优化反构算法得到组织光学参数及仿体浓度；

其中，所述使用维纳矩阵重构得到光谱图具体为：

获得系统矩阵和修正的维纳矩阵，重构出新的窄带反射值；利用修正后的维纳矩阵和系统矩阵与新的反射值相结合，得到漫反射光谱；

选择与实际测量的漫反射光谱相比，均方根误差值最小的光谱，作为最终重构的光谱；

其中，所述结合Monte Carlo查表法与正向模型进行建模和数据拟合，得到样品的模拟反射光谱具体为：

利用查找表算法实现正向模型的建立，确定不同波长下的组织吸收系数和散射系数，将其输入单层组织的查找表模型中，插值得到一系列的反射值，实现基于正向模型的反射光谱获取；

其中，所述采用最优化反构算法得到的组织光学参数及仿体浓度，具体为：

利用MATLAB中的fmincon函数求解多维无约束的非线性优化问题，给定系数初值矩阵，计算得到不同波长下仿体的光学参数，将其输入正向模型获取漫反射率；

引入校正系数，使目标函数最小，求解得到样品的浓度、吸收系数及约化散射系数；

其中，所述在体组织光学参数测量装置包括：卤素灯、聚焦镜、滤光轮组、相机以及光谱仪，

卤素灯作为光源，具有连续宽光谱特性，适用于可见光谱中的样本测量；滤光轮组作为分光装置包括不同中心波长的滤光片；相机搭配聚焦镜实现高分辨率成像；

捕捉仿体的二维图像信息和漫反射光谱，通过采集离散波长的图像，利用基于维纳拟合原理的光谱重构，缩短对组织成像的采集时间，实现不同波段多光谱图像的获取；

相机连接成功后，获取当前的通道位置P，设置目标通道位置为T＝P+1；

若T＜9，转动相机的内置滤光轮至目标位置T，判断当前位置P1是否与目标位置T相等；

若T＝P1，获取预先设置的单通道下的相机参数，对样本进行采集得到样本的多光谱图像，并将其自动保存；

若T≠P1，则停止采集，关闭相机并释放相机资源。