[发明专利]用于确定颗粒尺寸的方法及设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月28日提交的第14/194,154号美国申请和于2013年2月28日提交的第61/770,743号美国临时申请的权益，其通过引用并入本文。

背景技术

本文公开的发明构思涉及用于确定颗粒的尺寸分布的方法和设备。

存在用于测量小颗粒尺寸分布的多种方法。这些方法包括使用筛分法、沉积测量法、激光衍射、动态光散射和使用显微镜。使用筛分法包括基于筛子的不同网孔尺寸，分离颗粒并测量颗粒的尺寸分布。利用沉积仪进行测量的沉积测量法测量颗粒沉降通过粘性介质的速率，然后将该速率与颗粒尺寸关联。激光衍射和动态光散射使用指向颗粒的激光。对于激光衍射，颗粒尺寸分布基于由颗粒散射的光的衍射图案确定。对于动态光散射，颗粒尺寸分布基于由溶液中颗粒散射的光的强度的变化确定。显微镜可用于直接测量颗粒尺寸。

上述方法伴有的问题是，其费力又费时且需要专门的和昂贵的仪器，例如激光器或合适的显微镜或者两者。每个方法通常还需要受过训练的人员来准确地使用仪器。这种需求限制了这些方法的工业应用和实验室应用。因此，期望一种可由个体在任意环境(例如，在普通家庭中)中更容易地使用的、用于测量小颗粒尺寸分布的方法。

发明内容

在一方面，发明构思涉及用于确定颗粒尺寸的计算机实现的方法。该方法需要：获得至少一个颗粒和校准标记的图像，其中使用相同的透镜获取颗粒和校准标记；针对畸变影响修正图像以生成修正的图像，其中相同的修正因子被用于颗粒和校准标记；以及利用修正的图像确定颗粒的尺寸。

在另一方面，发明构思涉及用于获得对于咖啡研磨物的期望颗粒尺寸的计算机实现的方法。该方法包含：获得分散在具有校准标记的表面上的咖啡研磨物的图像，其中使用相同的透镜获取颗粒和校准标记；针对畸变影响修正图像以生成修正的图像，其中相同的修正因子被应用于咖啡研磨物和校准标记；以及利用修正的图像确定对于咖啡研磨物的颗粒尺寸范围。

在又一方面，发明构思涉及存储用于确定颗粒尺寸的指令的计算机可读媒介，其中指令是：获得至少一个颗粒和校准标记的图像，其中使用相同透镜获取颗粒和校准标记；针对畸变影响修正图像以生成修正的图像，其中相同的修正因子被应用于颗粒和校准标记；以及利用修正的图像确定颗粒的尺寸。

在再一方面，发明构思涉及存储用于确定颗粒尺寸的指令的计算机可读媒介，所述确定通过以下来实现：使用透镜获得至少一个颗粒的图像；获得图像中的颗粒的测量；确定与透镜关联的透镜畸变参数和透视畸变参数；以及通过使用透镜畸变参数和透视畸变参数修改颗粒的测量。

附图说明

图1是用于确定颗粒尺寸的设备的实施方式。

图2是可与本公开的方法一起使用的校准图案的示例。

图3示出了与颗粒尺寸和像素大小有关的校准图案的示例性大小。

图4示出了校准图案上的样品颗粒的图像的示例。

图5是本文中公开的颗粒尺寸确定方法的实施方式的流程图。

图6是用于修正图像中的透镜畸变和透视畸变的方法的流程图。

具体实施方式

本发明公开了用于使用小颗粒的图像确定这种小颗粒的尺寸分布的方法。该方法需要产生或另外获得包括小颗粒和校准图案的图像(例如，位图)，，其中校准图案的尺寸是已知的。所述图像可以通过以下来生成：例如利用任何传统相机形成位于校准图案上或围绕校准图案的小颗粒的图像。在颗粒尺寸较小(例如，大约10^-6英寸)的情况中，对由相机透镜引起的畸变进行修正。

在公开的方法的一个实施方式中，利用包括已知尺寸的标记的校准图案来确定颗粒尺寸。假设校准图案和颗粒两者将发生相同的畸变，则校准图案和颗粒共同成像。利用已知的校准图案的尺寸进行变换，以消除畸变影响并将图像转换为没有畸变影响的修正图像。然后，通过修正图像，应用所述变换图像来确定颗粒尺寸分布。

有利地，任何相机(或其它能够生成位图的装置)都可用于记录位图，而不需要专门的成像或记录装备。此外，因为校准图案和颗粒共同记录在一个图像中，所以修正畸变和提取准确的颗粒尺寸不需要知道相机、透镜和其它图像参数。在一个图像中一起捕捉颗粒和校准图案消除了以下需求：在记录测量图像之前记录附加的、单独的校准图像，以获得用于修正畸变的一组参数。在所公开的方法中，精确确定颗粒尺寸所需的信息内嵌在一个图像中。