本發(fā)明涉及成像系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中通過光對物體內(nèi)部進(jìn)行成像，特別是對人體內(nèi)部進(jìn)行成像，具有無損無創(chuàng)無輻射的突出優(yōu)點(diǎn)，但至今尚未有能夠進(jìn)入臨床使用的成像光測量系統(tǒng)，其原因在于現(xiàn)有的成像光測量系統(tǒng)精度低、信息量較小，無法滿足實(shí)際應(yīng)用中的需要。

為了提高圖像測量質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中的公告號為CN 104807823A，公告日為2015年7月29的專利申請利用正弦波作為激勵信號來提高成像質(zhì)量。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下缺點(diǎn)和不足：

由于現(xiàn)有的成像系統(tǒng)無一例外地均采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在靠近輸入極限(最大或最小幅值)時存在顯著的非線性，特別是輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號電平越低，得到的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果的不確定度越大。

因此，采用純凈正弦波作為激勵信號時，在正弦波的低電平部分得到的數(shù)字信號的信噪比就很低，從而影響了圖像的總體信噪比。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高速度、大信息的成像光的高精度測量，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的需要，詳見下文描述：

一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括：一組n個單色光源、一個線陣CCD，以及與線陣CCD外接的計算機(jī)，在樣品的一側(cè)成均勻分布一組預(yù)設(shè)波長的n個單色光源，對側(cè)對應(yīng)單色光源設(shè)置線陣CCD；

采用不同頻率抬高預(yù)設(shè)電平正弦波分別驅(qū)動一組單色光源中的各個單色光源，線陣CCD中第i個像素接收到單色光源中每個光源透過樣品的單色光組合；

在線陣CCD采集圖像的過程中，噪聲水平?jīng)]有發(fā)生變化，但作為驅(qū)動的正弦波信號由于抬高了預(yù)設(shè)電平，在正弦波信號的低電平部分，正弦波信號相較于噪聲改善明顯，從而提高了在正弦波信號低電平段，線陣CCD獲取到圖像的信噪比，進(jìn)而提高了輸入到計算機(jī)中的單色光組合的精度；

計算機(jī)對單色光組合進(jìn)行解調(diào)分離得到各個單色光源對單色光組合的貢獻(xiàn)，據(jù)此可以對樣品進(jìn)行成像。

其中，作為驅(qū)動的正弦波信號由于抬高了預(yù)設(shè)電平，在正弦波信號的高電平部分，提高了線陣CCD獲取到圖像的信噪比。

其中，預(yù)設(shè)電平的取值為線陣CCD采集的圖像動態(tài)范圍一半以上最佳。

其中，所述單色光源呈正方形均勻分布。

其中，所述單色光源為激光二極管。

另一實(shí)施例，所述單色光源為單色二極管。

另一實(shí)施例，所述單色光源為單色濾波片對白光濾波后的單色光。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明采用不同頻率正弦波驅(qū)動單色光源，對線陣CCD檢測到的單色光組合進(jìn)行解調(diào)分離可以得到各個單色光源對線陣CCD的貢獻(xiàn)，據(jù)此對樣品進(jìn)行高精度圖像重建。相較于背景技術(shù)中的公告號為CN 104807823A，公告日為2015年7月29的專利申請，本發(fā)明顯著地提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比，改善了線陣CCD獲取到圖像的質(zhì)量；進(jìn)而提高了輸入到計算機(jī)中的單色光組合的精度，計算機(jī)對單色光組合進(jìn)行解調(diào)分離可以得到各個單色光源對單色光組合的貢獻(xiàn)，據(jù)此可以對樣品進(jìn)行成像。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高速度、大信息的高精度測量，且具有結(jié)構(gòu)和電路簡單、器件和工藝要求低、調(diào)試容易、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的單色光源、樣品和線陣CCD相對位置示意圖；

圖3為抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波的示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1：單色光源； 2：樣品；

3：線陣CCD。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)，參見圖1、圖2和圖3，所述成像系統(tǒng)包括：一組n個單色光源1(用LD表示)和一個線陣CCD 3，n≥3且為奇數(shù)(n為奇數(shù)，則最中間的光源或光敏器件可作為中線，便于對準(zhǔn)排布，其中，n的具體取值與樣品2的橫截面積相關(guān)，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限制)。即在樣品2的一側(cè)成均勻分布一組預(yù)設(shè)波長的n個單色光源1，對側(cè)對應(yīng)單色光源1設(shè)置線陣CCD 3，單色光源1和線陣CCD 3緊貼樣品2安裝。

其中，該成像光測量系統(tǒng)還包括與線陣CCD 3外接的計算機(jī)(圖中未示出)。

采用不同頻率抬高預(yù)設(shè)電平正弦波分別驅(qū)動一組單色光源1中的各個單色光源LD_j，線陣CCD 3中第i個像素接收到單色光源1中每個光源透過樣品2的單色光組合I_i。

本發(fā)明實(shí)施例抬高預(yù)設(shè)電平后，在線陣CCD3采集圖像的過程中，噪聲水平?jīng)]有發(fā)生變化，但作為驅(qū)動的正弦波信號由于抬高了預(yù)設(shè)電平，在正弦波信號的低電平部分，正弦波信號相較于噪聲改善明顯，從而提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比；相較于背景技術(shù)中的公告號為CN 104807823A，公告日為2015年7月29以純凈正弦波作為激勵信號的專利申請，本發(fā)明實(shí)施例顯著地提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比，進(jìn)而改善了線陣CCD3獲取到圖像的質(zhì)量。

另外，由于抬高預(yù)設(shè)電平，噪聲水平?jīng)]有變化，在正弦波信號的高電平部分，正弦波信號相較于噪聲也有一定的改善，提高了在正弦波信號高電平段的圖像的信噪比。

進(jìn)而，由于線陣CCD3獲取到的圖像(其中，線陣CCD3接收到的圖像中每個像素點(diǎn)是每個單色光源透過樣品2的單色光組合)的信噪比整體增強(qiáng)，使得輸入到計算機(jī)中的單色光組合有較高的精度。

其中，預(yù)設(shè)電平的取值優(yōu)選線陣CCD3采集的圖像動態(tài)范圍一半以上時，信號大于等于1/2圖像動態(tài)范圍，通過線陣CCD3采集到的信號的失真小、圖像質(zhì)量高。

計算機(jī)對單色光組合I_i進(jìn)行解調(diào)分離可以得到各個單色光源LD_j對單色光組合I_i的貢獻(xiàn)，據(jù)此可以對樣品2進(jìn)行成像。

即，根據(jù)線陣CCD 3中每個像素i接收到的光強(qiáng)，反投影重建獲得樣品2的透射圖像，根據(jù)圖像分析樣品2中的組織信息，確定樣品組織的散射程度信息。該具體操作為本領(lǐng)域成熟的技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例對此不作贅述。

本發(fā)明實(shí)施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對于背景技術(shù)中的申請文件，顯著地提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比，且也提高了在正弦波信號高電平段的圖像的信噪比，進(jìn)而提高了整個電平段的圖像信噪比，使得輸入到計算機(jī)中的單色光組合有較高的精度，進(jìn)而提高了高光譜圖成像的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對樣品的成像。

實(shí)施例2

一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)，參見圖1和圖2，該實(shí)施例以激光二極管作為單色光源1為例進(jìn)行說明。

采用不同頻率抬高預(yù)設(shè)電平正弦波分別驅(qū)動一組單色光源1中的各個激光二極管LD_j，線陣CCD 3中每個像素i接收到單色光源1中每個激光二極管透過樣品2的單色光組合I_i，計算機(jī)對單色光組合I_i進(jìn)行解調(diào)分離可以得到各個激光二極管LD_j對單色光組合I_i的貢獻(xiàn)，據(jù)此可以對樣品2進(jìn)行成像。

本發(fā)明實(shí)施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對于背景技術(shù)中的申請文件，顯著地提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比，且也提高了在正弦波信號高電平段的圖像的信噪比，進(jìn)而提高了整個電平段的圖像信噪比，使得輸入到計算機(jī)中的單色光組合有較高的精度，進(jìn)而提高了高光譜圖成像的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對樣品的成像。

實(shí)施例3

一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)，參見圖1和圖2，該實(shí)施例以單色二極管作為單色光源1為例進(jìn)行說明。

采用不同頻率抬高預(yù)設(shè)電平正弦波分別驅(qū)動一組單色光源1中的各個單色二極管LD_j，線陣CCD 3中每個像素i接收到單色光源1中每個單色二極管透過樣品2的單色光組合I_i，計算機(jī)對單色光組合I_i進(jìn)行解調(diào)分離可以得到各個單色二極管LD_j對單色光組合I_i的貢獻(xiàn)，據(jù)此可以對樣品2進(jìn)行成像。

本發(fā)明實(shí)施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對于背景技術(shù)中的申請文件，顯著地提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比，且也提高了在正弦波信號高電平段的圖像的信噪比，進(jìn)而提高了整個電平段的圖像信噪比，使得輸入到計算機(jī)中的單色光組合有較高的精度，進(jìn)而提高了高光譜圖成像的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對樣品的成像。

實(shí)施例4

一種線陣CCD抬高預(yù)設(shè)電平的正弦波頻率編碼激勵成像系統(tǒng)，參見圖1和圖2，該實(shí)施例以單色濾波片對白光濾波后的單色光為例進(jìn)行說明。

采用不同頻率抬高預(yù)設(shè)電平正弦波分別驅(qū)動一組單色光源1中的各個單色濾波片對白光濾波后的單色光LD_j，線陣CCD 3中每個像素i接收到單色光源1中每個單色光透過樣品2的單色光組合I_i，計算機(jī)對單色光組合I_i進(jìn)行解調(diào)分離可以得到各個單色光LD_j對單色光組合I_i的貢獻(xiàn)，據(jù)此可以對樣品2進(jìn)行成像。

本發(fā)明實(shí)施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對于背景技術(shù)中的申請文件，顯著地提高了在正弦波信號低電平段的圖像的信噪比，且也提高了在正弦波信號高電平段的圖像的信噪比，進(jìn)而提高了整個電平段的圖像信噪比，使得輸入到計算機(jī)中的單色光組合有較高的精度，進(jìn)而提高了高光譜圖成像的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對樣品的成像。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。