[发明专利]一种基于空间频域成像测量组织体形貌和光学参数的方法及测量装置

摘要

本发明提供一种基于空间频域成像检测复杂组织体形貌和光学参数的方法，其包括以下步骤：一、光源产生具有一定空间频率的调制光；二、利用参考平面进行系统标定；三、将调制光投射到待测组织体，由相机采集经样品散射后的反射光图像；四、利用傅里叶轮廓术获取三维面形；五、根据高度和角度校正图像照度；六、逐行傅里叶变换，分解直流和交流频谱分量，再通过傅里叶逆变换得到直流和交流分量图像；七、匹配拟合得到光学参数。本方法只需单次成像，即可获得面形和光学参数信息；同时校正了由于复杂面形导致的光照度误差，测量速度快、精度高。

主权项

1.一种基于上述方法的组织体形貌和光学参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)上位机生成一张空间频率为f_x的二维正弦波调制灰度图片，控制投影仪投影该图片，产生正弦调制光，正弦调制光在x方向光强度呈正弦变化；(2)选取标准漫反射板置于参考平面，将正弦波调制灰度图片投影到标准漫反射板上，由CCD相机采集标准漫反射板上的参考光场光照度分布图像信号I₀(x,y)，上位机接收CCD相机的信号I₀(x,y)显示条纹图像，其中x、y为图像信号的坐标，y方向与x方向垂直，表示参考光场内的条纹方向；(3)将待测组织体置于参考平面，将正弦调制光投影到待测组织体上，由CCD相机采集经组织体散射后的变形光场光照度分布图像信号I(x,y)，上位机接收CCD相机的信号I(x,y)显示变形条纹图像；(4)通过傅里叶变换轮廓术得到待测组织体的三维形貌，据此对变形光场光照度分布图像信号I(x,y)进行校正，得到修正后的信号I_corrected(x,y)；(5)再通过逐行傅里叶变换和频谱数据分解，得到调制深度MTF_DC(x,y)、MTF_AC(x,y)；(6)在步骤(1)前根据待测组织体的光学参数范围，对待测组织体的光学参数范围内的吸收系数和约化散射系数进行离散，组合吸收系数和约化散射系数得到若干组光学参数；利用蒙特卡洛模拟获得每一组光学参数对应的组织体模型在无限窄垂直光束激励下的漫反射光的空间分布；根据空间域与频域之间的傅里叶变换关系，计算所有组织体模型对应的调制传递函数(MTF)，建立数据库；(7)步骤(5)中的调制深度与数据库中的模型匹配拟合，得到吸收系数和约化散射系数。