[发明专利]一种用于含水透明组织的透射光谱成像方法

摘要

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。

主权项

1.一种用于含水透明组织的透射光谱成像方法，该方法是在一种透射光谱成像仪上实现的，所述透射光谱成像仪由嵌入式主控制器(1)、太赫兹扫描成像子系统(2)、多光谱成像子系统(23)、样品室(8)和无线局域网收发器(26)组成；其特征在于透射光谱成像方法包括以下步骤：/n1)激光多光谱透射定标/n嵌入式主控制器启动扫描与切换控制器，控制两维电动平台带动发射头、接收头进入非工作区，此时太赫兹扫描成像子系统为非工作状态；嵌入式主控制器控制开启超连续谱激光器与多光谱相机，启动切换器将标准透明液体样切入样品室，启动滤光片轮控制器将第一片带通滤光片切入激光光轴，此时标准透明液体样第一通带的透射光被成像至多光谱相机，然后多光谱相机将该第一通带标准透射图像传至嵌入式主控制器；/n完成了第一通带的标准透射图像获取后，嵌入式主控制器启动滤光片轮控制器将第二片带通滤光片切入激光光轴，此时标准透明液体样第二通带的透射光被成像至多光谱相机，然后多光谱相机将该第二通带标准透射图像传至嵌入式主控制器；从而完成了第二个通带的标准透射图像的获取；/n类似地，依次完成第三、第四、...直至最后一个通带标准透明液体样的激光多光谱标准透射图像获取；/n2)太赫兹扫描透射定标/n嵌入式主控制器控制关闭超连续谱激光器与多光谱相机；嵌入式主控制器控制开启太赫兹源、太赫兹传感器、启动扫描与切换控制器，控制两维电动平台带动发射头、接收头进入工作区，此时太赫兹扫描成像子系统为工作状态；扫描与切换控制器控制两维电动平台带动发射头、接收头进行二维平面扫描，其扫描范围覆盖标准透明液体样所在平面，扫描过程中，太赫兹传感器逐点采集太赫兹透射波信号，并将其传送到嵌入式主控制器，由嵌入式主控制器拼合得到与上述激光多光谱标准透射图像像素排列一致的太赫兹标准透射图像；通过二维扫描步长的选择，实现太赫兹扫描图像的像素尺寸与激光超连续谱图像像素尺寸一致；/n3)激光多光谱透射成像/n嵌入式主控制器控制关闭太赫兹源与太赫兹传感器，嵌入式主控制器启动扫描与切换控制器，控制两维电动平台带动发射头、接收头进入非工作区，此时太赫兹扫描成像子系统为非工作状态；/n嵌入式主控制器启动切换器将标准透明液体样切出样品室；将某珍稀动植物样品装进样品池后，切换器将样品池插入样品室对应槽口；嵌入式主控制器控制开启超连续谱激光器与多光谱相机，嵌入式主控制器启动滤光片轮控制器依次将第一片、第二片、...、直至最后一片带通滤光片切入激光光轴，同时，多光谱相机依次获取样品在各通带均匀激光照明下的透射图像，并传送到嵌入式主控制器；/n4)太赫兹透射扫描成像/n嵌入式主控制器控制关闭超连续谱激光器与多光谱相机；嵌入式主控制器控制开启太赫兹源、太赫兹传感器、启动扫描与切换控制器，控制两维电动平台带动发射头、接收头进入工作区，此时太赫兹扫描成像子系统为工作状态；/n扫描与切换控制器控制两维电动平台带动发射头、接收头进行二维平面扫描，其扫描范围覆盖样品池所在平面，扫描过程中，太赫兹传感器逐点采集太赫兹透射波信号，此时有样品放置，因此当扫描点透过样品时将对太赫兹波有吸收，当扫描点落在样品区域外时，其透射信号为最大值，并将其传送到嵌入式主控制器，由嵌入式主控制器拼合处理得到与上述太赫兹标准透射图像像素尺寸一致的样品的太赫兹透射图像；/n5)图像计算处理与建库/n嵌入式主控制器分别将样品的各通带透射图像除以其对应的各通带标准透射图像，从而获得样品的各通带标准透过率图像，即超连续谱标准透过率图像；类似地，嵌入式主控制器将样品的太赫兹透射图像除以其太赫兹标准透射图像，得到太赫兹标准透过率图像；将该珍稀动植物样品的超连续谱与太赫兹标准透过率图像以及其种属、产地、组织信息汇合，构建其生物结构、纹理、含水分布物性资源数据库，并将该样品的数据库信息通过无线局域网收发器网络送至出入境部门云系统；基于该光谱成像仪完成大量的珍稀动植物样本数据库构建以后，用该光谱成像仪对未知样品检测，得到其超连续谱与太赫兹标准透过率图像后，与珍稀动植物样本数据库进行检索、对比、识别，即可进行产地溯源、种属鉴定。/n