应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及成像测量系统领域，尤其涉及一种应用于乳腺的三角波频率编码的高 光谱图成像测量系统。
【背景技术】
[0002] 现有技术中通过光对物体内部进行成像，特别是对人体内部进行成像，具有无损 无创无辐射的突出优点，但至今尚未有能够进入家庭使用的乳腺透射成像光测量系统用于 经常性的肿瘤自检，其原因在于现有乳腺成像测量系统的成本高、运算复杂、精度有限，无 法满足实际应用中的乳腺自检需要。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统，本发 明实现了高速度、大信息的乳腺透射光成像的高精度测量，满足了实际应用中的需要，详见 下文描述：
[0004] -种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统，所述成像测量系统 包括：一组单色光源、一个摄像头，以及与摄像头外接的计算机；一组单色光源分布在乳腺 组织样本的一侧，摄像头分布在乳腺组织样本的另一侧；
[0005] 其中，一组单色光源中的各个单色光源密集排列在一个所设半球面上，采用透镜 汇聚成一束光，构成光源；摄像头构成光源接收器件；
[0006] 采用不同频率且成2倍比率关系的三角波分别驱动一组单色光源中的各个单色 光源，摄像头接收到的图像中每个像素点是每个单色光源透过乳腺的单色光组合；
[0007] 计算机对单色光组合进行分离得到单色光组合中的各个单色光源的贡献，据此实 现对乳腺的透射高光谱图成像。
[0008] 其中，所述单色光源、所述摄像头在所述乳腺组织样本两面对称设置。
[0009] 其中，所述单色光源为激光二极管。
[0010] 另一实施例，所述单色光源为单色二极管。
[0011] 另一实施例，所述摄像头为手机摄像头。
[0012] 本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明采用不同频率且成2倍比率关系的 三角波驱动单色光源，对摄像头检测到的光电信号进行分离可以得到单色光组合中的各个 单色光源的贡献，进而实现对乳腺组织样本的成像，本发明实现了高速度、大信息的线阵成 像光的高精度测量，且本发明具有成本低、应用方便等优点，适宜于家庭自检。
【附图说明】
[0013] 图1为一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统的结构示意 图；
[0014] 图2为本发明提供的单色光源、乳腺组织样本和摄像头相对位置示意图；
[0015] 图3为三角波的示意图。
[0016] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0017] 1 :-组单色光源； 2:透镜；
[0018] 3:乳腺组织样本； 4:摄像头。
【具体实施方式】
[0019] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步 地详细描述。
[0020] 实施例1
[0021] -种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统，参见图1和图2,成 像测量系统包括：一组η个单色光源1 (用LD表示，单色光源的波长处于600~1200nm之 间，此波段为"光学窗口"，穿透深度比较深）和一个摄像头4,（其中，η的具体取值与乳腺 组织样本3对不同波长的敏感程度相关，本发明实施例对此不做限制）；一组单色光源1分 布在乳腺组织样本3的一侧，一个摄像头4分布在乳腺组织样本3的另一侧；
[0022] 其中，一组单色光源1中的每个单色光源LD1-LDn密集排列在一个所设半球面上， 采用透镜2汇聚成一束光，构成线阵光源；摄像头4构成多波长光源接收器件，摄像头4为 CMOS或CCD，现有摄像头4已能采集近红外波段的光。该成像测量系统还包括与摄像头4 外接的计算机（图中未示出）。
[0023] 参见图3,采用不同频率且成2倍比率关系的三角波分别驱动一组单色光源1中 的各个单色光源LD i,摄像头4进行采集，采集到的图像中，每个像素点为每个单色光源LDi 透过乳腺组织样本3的单色光组合Iij;计算机对单色光组合I u进行分离可以得到单色光 组合Iij中的各个单色光源LDi的贡献，构成各波长下的透射图像。根据各波长下乳腺组织 中正常组织、肿瘤组织等的光学特性不同，进行乳腺的透射光成像测量，实现肿瘤的早期检 测。
[0024] 其中，计算机对单色光组合、进行分离可以得到单色光组合I ^中的各个单色光 源LDi的贡献的步骤具体为：
[0025] 1)假设以驱动单色光源的0)」最高频率f _的4M倍速度对光电信号进行采样f s =4MX fmax，获取采样信号X (m)，其中M为大于等于1的正整数； M-I
[0026] x(m) = I x{4lm + i)J = 0,1,2,...... (I) /=0
[0027] 2)计算机将分别对各个波长对应的每个三角波周期内的正、负半个周期内的采样 信号进行累加，累加结果进行求差运算；
[0028] 即，将一定时间（整数个三角波周期）内的每个三角波的正半个周期的采样值累 加得到累加和，每个三角波的负半个周期的采样值累加得到累加和，这两个累加和相减。
[0029] 3)将上述各个波长的差值进行k个周期或整数倍k个周期累加，其中：
【主权项】
1. 一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统，所述成像测量系统包 括：一组单色光源、一个摄像头，以及与摄像头外接的计算机；其特征在于，一组单色光源 分布在乳腺组织样本的一侧，摄像头分布在乳腺组织样本的另一侧； 其中，一组单色光源中的各个单色光源密集排列在一个所设半球面上，采用透镜汇聚 成一束光，构成光源；摄像头构成光源接收器件； 采用不同频率且成2倍比率关系的三角波分别驱动一组单色光源中的各个单色光源， 摄像头接收到的图像中每个像素点是每个单色光源透过乳腺的单色光组合； 计算机对单色光组合进行分离得到单色光组合中的各个单色光源的贡献，据此实现对 乳腺的透射高光谱图成像。
2. 根据权利要求1所述的一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系 统，其特征在于，所述单色光源、所述摄像头在所述乳腺组织样本两面对称设置。
3. 根据权利要求1或2所述的一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量 系统，其特征在于，所述单色光源为激光二极管。
4. 根据权利要求1或2所述的一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量 系统，其特征在于，所述单色光源为单色二极管。
5. 根据权利要求1或2所述的一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量 系统，其特征在于，所述摄像头为手机摄像头。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于乳腺的三角波频率编码的高光谱图成像测量系统，一组单色光源分布在乳腺组织样本的一侧，摄像头分布在乳腺组织样本的另一侧；一组单色光源中的各个单色光源密集排列在一个所设半球面上，采用透镜汇聚成一束光，构成光源；摄像头构成光源接收器件；采用不同频率且成2倍比率关系的三角波分别驱动一组单色光源中的各个单色光源，摄像头接收到的图像中每个像素点是每个单色光源透过乳腺的单色光组合；计算机对单色光组合进行分离得到单色光组合中的各个单色光源的贡献，据此实现对乳腺的透射高光谱图成像。本发明实现了高速度、大信息的乳腺透射高光谱图成像的高精度测量，且本发明装置具有成本低、应用方便等优点，适宜于经常性家庭自检。
【IPC分类】A61B5-00
【公开号】CN104814721
【申请号】CN201510198080
【发明人】李刚, 杨雪, 张林娜, 张盛昭, 林凌
【申请人】天津大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月23日