[发明专利]一种数字折光仪的图像分析校准系统及方法

权利要求书

1.一种数字折光仪的图像分析校准系统的图像分析校准方法，其特征在于：基于包括图像分析系统和图像校准系统的图像分析校准系统，所述的图像分析系统包括数字滤波模块(11)，由图像滤波器和卷积运算模块构成，用于降低待测物图像的噪声；信号叠加模块(12)，由时域叠加模块和空间域叠加模块构成，用于增强待测物图像的特征分界线；特征分界线识别模块(13)，由特征掩模和特征定位模块构成，用于识别图像中明亮区和灰暗区之间的特征分界线所在的位置；被测参数换算模块(14)，用于根据特征分界线的像素位置，依据索引，换算出待测物的被测信息；温度补偿模块(15)，根据待测物温度和折光仪校准的基准温度之间的差异，对测量结果进行补偿；所述的图像校准系统包括标准样品制备模块(21)，用于对标准样品的被测参数进行精确测量；特征分界线定位模块(22)，通过数字滤波模块(11)、信号叠加模块(12)和特征分界线识别模块(13)的数据计算出标准样品的特征分界线像素位置；索引建立模块(23)，根据标准样品的实测值和特征分界线像素位置算出其在基准温度下的被测信息；所述的数字滤波模块(11)依次连接信号叠加模块(12)、特征分界线识别模块(13)、被测参数换算模块(14)和温度补偿模块(15)后连接标准样品制备模块(21)、特征分界线定位模块(22)和索引建立模块(23)；所述的信号叠加模块(12)依次连接数字滤波模块(11)、特征分界线识别模块(13)、被测参数换算模块(14)和温度补偿模块(15)后连接标准样品制备模块(21)、特征分界线定位模块(22)和索引建立模块(23)；

包括图像分析方法和图像校准方法；所述的图像分析方法依次为

S11，先通过数字滤波模块降低图像噪声再通过信号叠加模块增强特征分界线信号，或者先通过信号叠加模块增强特征分界线信号再通过数字滤波模块降低图像噪声；

S12，通过特征分界线识别模块识别明亮区和灰暗区之间的特征分界线所在位置；

S13，根据特征分界线的像素位置，依据索引，通过被测参数换算模块换算出被测物的折射率；

S14，通过温度补偿模块根据被测物温度和折光仪校准的基准温度之间的差异，对测量结果进行补偿；

所述的图像校准方法依次为

S21，标准样品制备，在设定的基准温度下，对标准样品的被测参数进行精确测量，得到标测值；

S22，特征分界线定位，根据步骤S11～S12中的数字滤波模块、信号叠加模块和特征分界线识别模块，计算出每种样品的特征分界线像素位置；

S23，建立索引，根据标准样品的折射率值和特征分界线像素位置，建立折射率和特征分界线位置之间的数学模型，模型中每一个特征分界线像素位置对应唯一的被测参数值，同时将得到的索引提供给步骤S13，这样对数字折光仪量程内任意一个特征分界线位置都能算出在基准温度下的折射率。

2.根据权利要求1所述的一种数字折光仪的图像分析校准方法，其特征在于，所述的数字滤波模块包括图像滤波器和卷积运算模块；所述图像滤波器是根据图像的频域特征，滤除噪声频谱的二维数组，表示为g₁(u，v)；所述的卷积运算模块对图像进行卷积计算：h_l(m，n)＝f_l(m，n)*g₁(u，v)，输出滤波降噪后的图像数据h_l(m，n)。

3.根据权利要求1所述的一种数字折光仪的图像分析校准方法，其特征在于，所述的信号叠加模块包括时域叠加模块和空间域叠加模块；所述的时域叠加模块对多张图片信号强度进行叠加，表示为:所述的空间域叠加模块首先对图像坐标系做旋转运算，得到h_α(x，y)，式中y＝[m cosα+n sinα]，y＝[m sinα+n cosα]；所述空域叠加模块然后在新坐标系下，求每列像素光强信号的平均值输出一维像素数据p(x)。

4.根据权利要求1所述的一种数字折光仪的图像分析校准方法，其特征在于，所述的数字滤波模块包括图像滤波器和卷积运算模块；所述图像滤波器是根据信号叠加模块运算结果h(x)的频域特征，滤除噪声频谱的一维数组，表示为g₁(u)；所述的卷积运算模块对图像进行卷积计算：p(x)＝h(x)*g₁(u)，输出一维像素数据p(x)。