[发明专利]一种透射式CCD成像图像分析装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体样品分析识别领域，具体是指一种透射式CCD成像图像分析装置及方法。

背景技术

目前对液体样品的图形和颜色识别多采用拍摄法。该法利用近焦距高像素摄像头对样品逐一进行拍照，然后把拍摄得到的图片传到计算机，与预先存储的标准图片进行对比，从而对样品做出判断。该法具有以下的缺点：(1)在识别数量巨大的液体样品时速度太慢，不能用于时效性较强的液体样品识别；(2)当摄像头由一个样品转到另一个样品进行拍摄时易产生定位误差，从而降低识别的正确率；(3)摄像头每次启动和停止都会产生冲击，使液体样品产生荡动，对样品的原始图形有明显的破坏作用。

而且现有的摄像头或数码相机虽然能够一次对多个液体样品进行拍照，但要获得不变形的高清图像需要很大的焦距和很高的分辨率，实际上不可行。现有的扫描仪也能够一次成像，但由于是按平面图形成像设计，不适用于有一定深度的立体成像，而且扫描头在下样品在上的方式也不能用于液体成像。

因此，发明一种能一次对数个乃至数十个液体样品进行快速成像，运行平稳，识别正确率高的系统显得十分必要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种透射式CCD成像图像分析装置。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置的对液体样品进行分析识别的透射式CCD成像图像分析方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种透射式CCD成像图像分析装置，包括样品放置模块、图像采集模块和控制模块，所述样品放置模块包括多孔液体样品透明容器和托架，多孔液体样品透明容器放置在托架的凹槽中，通过弹性物压紧定位；所述图像采集模块包括LED均匀透射光源模块、光学成像模块和光电转换模块，LED均匀透射光源模块设置于光学成像模块的正下方，并与光学成像模块间隔一定距离，光电转换模块集成在光学成像模块中；所述控制模块包括用于整机运行控制和用户操作的主控模块、用于图像分析的计算机、用于控制样品放置模块移动的托架驱动模块、数据传输模块，主控模块和计算机均通过数据传输模块与图像采集模块中的光电转换模块相连，主控模块通过托架驱动模块控制样品放置模块的运动。

所述样品放置模块中多孔液体样品透明容器中的样品槽为8～96个。

所述图像采集模块中的光学成像模块至少比样品放置模块的高度高1～3mm，LED均匀透射光源模块和样品放置模块之间的距离为5～20mm。

所述图像采集模块中光电转换模块采用CCD线阵列，长度与多孔液体样品透明容器宽度接近，能形成10～30mm的焦深。

所述控制模块中的主控模块包括CPU、控制键盘或触摸屏。

作为优选方案，所述控制模块中的托架驱动模块采用塑料齿轮减速器、皮带传动和滚轮输送。

一种基于上述装置的透射式CCD成像图像分析方法，首先，将装置中的图像采集模块和控制模块复位，将装有实验样品的多孔液体样品透明容器固定放置于托架中，然后主控模块通过托架驱动模块控制托架匀速经过LED均匀透射光源模块与光学成像模块之间位置，最后图像采集模块采集图像后经数据传输模块传送至计算机进行图像分析。

具体包括以下步骤：

(1)系统初始化：接通电源开关后，装置中的图像采集模块和控制模块均自动复位，然后将不同液体样品放入多孔液体样品透明容器中，再将多孔液体样品透明容器放置在托架的凹槽中，通过弹性物压紧定位；

(2)样品送入：通过主控模块上的控制按钮启动托架驱动模块，托架驱动模块控制托架匀速经过LED均匀透射光源模块与光学成像模块之间位置；

(3)图像采集：对于与时间无关的样品，光学成像模块拍摄一幅图像后在光电转换模块的CCD器件中一次生成多个液体样品的立体图像并转换成电信号，电信号经数据传输模块传送至计算机；对于和时间有关的样品，光学成像模块按预先设定的时间间隔定时采集图像，然后将这些与时间密切相关的图像经光电转换模块转换后经数据传输模块传送至计算机；

(4)图像分析：对于与时间无关的样品，将传来的图像按样品槽数目进行均匀切割，每个样品槽作为一张小图，对切割后的小图按顺序进行编号，依次对每张切割后的小图进行预处理，根据颜色或色度不同分别与计算机中的标准图像库或标准色度库作比对，得出实验结果评价；对于和时间有关的样品，则将光学成像模块定时采集的图像与相应时间段的标准图像或色度作比对，得出实验结果评价。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：