[发明专利]一种SPR与波导混合吸收谱特征位置的二维识别方法

权利要求书

1.一种SPR与波导混合吸收谱特征位置的二维识别方法，其特征包括：

步骤1：读取图像传感器采集到的物镜后焦面上的SPR多模式吸收谱并将其保存为灰度图像；

步骤2：对步骤1得到的灰度图像进行二值化处理，对通光孔径所在圆进行粗定位，基于定位结果对步骤1中所得图像进行裁剪，得到矩形图像，建立以裁剪后图像左上角为原点，x、y轴正方向分别为向右、向下方向的坐标系；

步骤3：对步骤2所得图像进行二值化处理，根据二值化后图像对通光孔径所在圆进行精定位，将二值化后的图像进行反色，根据通光孔径所在圆精定位结果，保留下通光孔径区域内多模式吸收谱的各激发角对应的吸收弧，其特征表现为多对共心且正交的吸收圆弧，将其余区域灰度置零；

步骤4：使用互相关的方法获取步骤3所得图像中多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧的圆心位置；

步骤5：基于步骤4得到的多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧的圆心位置，以此为中心，统计在通光孔径所在圆区域内不同方向上的像素灰度分布，确定多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧的半径，完成SPR多模式吸收谱各激发角对应位置的识别；

其特征还包括：步骤4中所述的使用互相关获取多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧的圆心位置的方法为：

将步骤3所得图像分别进行上下、左右的翻转，得到两幅新的图像，为了减少直接进行互相关运算的计算量，根据互相关的性质F(a*b)＝F(a)×F^*(b)，先将翻转前的图像与翻转后的两幅图像进行傅里叶变换，之后使翻转后图像的傅里叶变换结果分别与翻转前图像的傅里叶变换结果点乘，对两个点乘结果分别进行傅里叶逆变换来计算互相关程度，得到两个相关矩阵，分别找到两个矩阵中模最大值在矩阵中的位置，得到翻转前图像与上下、左右翻转后图像的通光孔径所在圆的圆心的垂直、水平相对位置ud、lr；

根据得到的翻转前图像与翻转后多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧所在圆的圆心的垂直、水平相对位置ud、lr，结合翻转前图像的长L、宽W，就可以得到翻转前图像中多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧所在圆的圆心的位置(X₀,Y₀)，圆心位置的计算有如下几种情况：

当翻转前圆心在原图中位置为左上方时，圆心坐标为((L-lr+1)/2，(W-ud+1)/2)；

当翻转前圆心在原图中位置为左下方时，圆心坐标为((L-lr+1)/2，(W+ud+1)/2)；

当翻转前圆心在原图中位置为右上方时，圆心坐标为((L+lr+1)/2，(W-ud+1)/2)；

当翻转前圆心在原图中位置为右下方时，圆心坐标为((L+lr+1)/2，(W+ud+1)/2)。

2.如权利要求1所述的一种SPR与波导混合吸收谱特征位置的二维识别方法，其特征在于步骤5中对通光孔径所在圆内不同方向上的灰度分布的统计及多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧各自半径的确定，具体方法是：

步骤5.1：以步骤4中得到的多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧的圆心为中心，在裁剪后的图像中相同位置上确定两条过此中心的沿x轴正方向和沿y轴负方向的射线，在射线两侧±α°范围内确定两片包含在通光孔径所在圆内的张角为2α°的扇形区域；

步骤5.2：建立以半径为横轴、平均灰度为纵轴的直角坐标系，在步骤5.1确定的扇形区域内，以步骤4中结果为圆心，统计两个扇形区域内径向半径大小从圆心到通光孔径所在圆边界的圆弧上像素灰度的平均值，将统计结果标注在建立的坐标系内；

步骤5.3：根据步骤5.2的扇形区域内径向平均灰度统计结果，根据相邻极小值点的差值，得到多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧所对应的极小值点，这些极小值点的横坐标即为多模式吸收谱各激发角对应的多对正交吸收圆弧各自的半径。