[发明专利]一种用于周期性高速图像信号的采集方法及装置

权利要求书

1.一种用于周期性高速图像信号的采集装置，其特征在于包括高速信号发生器、控温装置、成像装置、相机、电脑；

待测样品置于所述控温装置上，所述高速信号发生器接在所述待测样品的两端，控制图像信号的产生以及同步控制相机的触发，实现图像信号的产生时间和信号采集时间的同步；所述相机与成像装置连接，通过调整成像装置的对焦实现对所述待测样品图像的采集，其中，所述相机包括两种拍摄模式：连续模式和触发模式；所述电脑包含信号采集模块，所述信号采集模块包括相机的信号采集卡，通过电脑控制相机的信号采集过程；

所述高速信号发生器产生两个驱动脉冲信号，其中一个脉冲用于驱动待测样品，同步产生的另一TTL脉冲信号用于触发驱动相机，用以控制所述待测样品的待测光信号时间和相机信号采集时间的同步，确保采集到完整周期性的高速信号。

2.如权利要求1所述一种用于周期性高速图像信号的采集装置，其特征在于所述控温装置上涂覆有导热硅胶，通过控温装置提高待测样品的发光稳定性。

3.如权利要求1所述一种用于周期性高速图像信号的采集装置，其特征在于所述控温装置用于恒温。

4.如权利要求1所述一种用于周期性高速图像信号的采集装置，其特征在于所述电脑用于控制采集到的信号的图像格式设定以及存储，并且由电脑选择相机的工作模式。

5.一种对微弱周期性高速图像信号的采集方法，采用如权利要求1所述用于周期性高速图像信号的采集装置，其特征在于包括以下步骤：

1)将待测样品置于控温装置上，调节控温装置，保持温度恒定；调节成像装置，使得待测样品发出的光信号完整清晰成像于相机上；

2)对待测样品进行暗电流校准，待测样品不加驱动，采集暗电流信号，在后述的图像处理的步骤中扣除暗电流信号；

3)所述高速信号发生器输出一周期性脉冲信号驱动待测样品，同时同步触发相机，根据信号强弱设置相机合适曝光时间采集图像信号；

4)改变周期性脉冲信号脉冲宽度，重复步骤3)；

5)对一系列不同脉冲宽度下采集的图像数据进行处理，求取单个周期内的图像数据，一系列不同脉冲宽度下的图像数据即为不同时间尺度下的图像数据集。

6.如权利要求5所述一种对微弱周期性高速图像信号的采集方法，其特征在于在步骤3)中，所述曝光时间大于脉冲周期，在曝光时间内完成多周期的重复采样。

7.如权利要求5所述一种对微弱周期性高速图像信号的采集方法，其特征在于在步骤5)中，所述对一系列不同脉冲宽度下采集的图像数据进行处理，是先进行各图片的像素点对准，然后扣除步骤2)采集的暗电流信号，再根据步骤3)和4)所设定相机曝光时间、驱动信号的脉宽及周期数，参照下列公式，求取单个周期内的图像数据：

其中，A为单周期内光子数，R为单张的总光子数，R₀为暗信号光子数，T_n为驱动信号的脉冲周期，T₀为所设定的相机曝光时间，T₀/T_n表示在设定的曝光时间内的驱动信号的周期数。