一种光谱数据的确定方法、装置、终端和存储介质与流程

1.本技术属于光学技术领域，尤其涉及一种光谱数据的确定方法、装置、终端和存储介质。


背景技术：

2.在多光谱活检技术中，一般需要先设计光源，再根据该光源下得到的多光谱数据来进行数据分析，以检测出活体组织。
3.目前在进行光源设计时，一般会考虑以下两个方面：第一，考虑光源的均匀性以及对光源发散角的需求，即期望光源的发散角能够更大、光源能够更均匀；第二，考虑光源结构的设计。
4.但是目前只能对已经设计好的光源下得到的多光谱数据进行光谱数据分析，得到的多光谱数据受限于光源中不同光的数量，导致对光谱数据进行分析的分析结果不够全面，将得到的多光谱数据应用于多光谱活检技术时限制了活体检测的精度。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种光谱数据的确定方法、装置、终端和存储介质，可以丰富光谱数据。
6.本技术实施例第一方面提供了一种光谱数据的确定方法，包括：
7.获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据；
8.对所述多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，所述一个或多个目标光谱数据对应的光源发光波段与所述多个发光光源的发光波段均不相同。
9.本技术实施例第二方面提供了一种光谱数据的确定装置，包括：
10.获取单元，用于获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据；
11.确定单元，用于对所述多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，所述一个或多个目标光谱数据对应的光源发光波段与所述多个发光光源的发光波段均不相同。
12.本技术实施例第三方面提供一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
13.本技术实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
14.本技术实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端上运行时，使得终端执行时实现方法的步骤。
15.在本技术的实施方式中，通过获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对
象照射时得到的多个初始光谱数据，然后对多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，能够在已有发光波段对应的初始光谱数据的基础上增加与已有发光波段不同的新发光波段的目标光谱数据，从而丰富了光谱数据。结合初始光谱数据和目标光谱数据得到的多光谱数据更丰富，由此也可以使对得到的多光谱数据进行分析的分析结果更加全面，将得到的多光谱数据应用于多光谱活检技术，可以提高活体检测的精度。
16.同时，实际应用中基于硬件条件的限制，往往只能够使用具有特定发光波段的发光光源，通过本技术提供的方法，可以得到特定发光波段以外新的发光波段对应的光谱数据，因此能够一定程度上避免硬件对活体检测的影响。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本技术实施例提供的一种光谱数据的确定方法的实现流程示意图；
19.图2是本技术实施例提供的光源控制时序及相机采集时序的示意图；
20.图3是本技术实施例提供的步骤s102的具体实现流程示意图；
21.图4是本技术实施例提供的一种光谱数据的确定装置的结构示意图；
22.图5是本技术实施例提供的终端的结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护。
24.在多光谱活检技术中，一般需要先设计光源，再根据该光源下的多光谱数据来进行数据分析，以检测出活体组织。
25.目前在进行光源设计时，一般会考虑以下两个方面：第一，考虑光源的均匀性以及对光源发散角的需求，即期望光源的发散角能够更大、光源能够更均匀；第二，考虑光源结构的设计。
26.但是目前只能对已经设计好的光源下得到的多光谱数据进行光谱数据分析，得到的多光谱数据受限于光源中不同光的数量。也就是说，光源中包含多少种波段不同的光束，则得到的多光谱数据就包含对应的多少种波段下的光谱数据，多光谱数据全面性较低，导致对光谱数据进行分析的分析结果也不够全面，将该多光谱数据应用于多光谱活检技术时，也将限制活体检测的精度。
27.基于此，本技术提供了一种光谱数据的确定方法，在光源中不同光束有限的情况下，得出在光源中已有光束以外的其他光束对应的光谱数据，从而丰富了多光谱数据。
28.为了说明本技术的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
29.图1示出了本技术实施例提供的一种光谱数据的确定方法的实现流程示意图，该
方法可以应用于终端，可适用于需丰富光谱数据的情形。其中，上述终端可以为电脑等终端设备，也可以为具有一定运算能力的多光谱检测仪，或者采用多光谱活检技术的活检设备等等。
30.具体的，上述光谱数据的确定方法可以具体包括以下步骤s101至步骤s102。
31.步骤s101，获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据。
32.其中，上述待检测对象可以为人、动物等活体，也可以为其他需要获取多光谱数据的物体。
33.在本技术的一些实施方式中，可以利用不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象进行照射，并获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据。也就是说，每个初始光谱数据对应一个发光波段。
34.在本技术的一些实施方式中，上述终端可以连接有发光光源和多光谱相机。上述终端可以控制多个发光光源中的每个发光光源分别在多光谱相机的不同第一采集周期对待检测对象进行照射；并利用多光谱相机在各个第一采集周期进行拍摄，得到初始光谱数据。
35.在本技术的一些实施方式中，上述终端可以控制多个发光光源中的每个发光光源分别在一个采集周期中发光，对待检测对象进行照射，并控制多光谱相机在多个第一采集周期对待检测对象进行拍摄，基于待检测对象对各个发光光源的出射光进行反射得到的反射光，多光谱相机可以得到的每个第一采集周期下的多个初始光谱数据。也即，每个第一采集周期对应多个发光光源中的一个发光光源。
36.具体的，上述终端可以根据多个光源控制时序分别控制多个发光光源中的每个发光光源发光，并根据相机采集时序控制多光谱相机进行拍摄。
37.例如，上述多个发光光源可以包括光源a和光源b，图2示出了光源a和光源b的光源控制时序，以及多光谱相机的相机采集时序，通过图2所示不同的光源控制时序控制分别控制光源a和光源b发光，可以在第一采集周期21获取到光源a发光时对应的初始光谱数据，并在第一采集周期22获取到光源b发光时对应的初始光谱数据。
38.在本技术的另一些实施方式中，也可以由工作人员对发光光源和多光谱相机进行控制，以使多个发光光源中的每个发光光源分别在多光谱相机的不同第一采集周期对待检测对象进行照射，同时使多光谱相机在各个第一采集周期进行拍摄，得到初始光谱数据。
39.步骤s102，对多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据。
40.其中，上述一个或多个目标光谱数据对应的光源发光波段与多个发光光源的发光波段均不相同。
41.在本技术的一些实施方式中，上述终端可以对多个初始光谱数据中的任意两个或两个以上的初始光谱数据进行组合，每种组合可以得到一个目标光谱数据，通过多次不同的组合，上述终端可以得到至少一个目标光谱数据。
42.具体的，如图3所示，在本技术的一些实施方式中，上述对多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，可以包括以下步骤s301至步骤s303。
43.步骤s301，获取未利用多个发光光源对待检测对象照射时得到的参考光谱数据。
44.在本技术的一些实施方式中，上述参考光谱数据可以指环境光对待检测对象照射
时得到的参考光谱数据。
45.在本技术的一些实施方式中，上述终端可以控制多个发光光源中的每个发光光源在多光谱相机的第二采集周期不对待检测对象进行照射，并获取多光谱相机在第二采集周期采集到的参考光谱数据。
46.具体的，上述终端可以根据多个光源控制时序分别控制多个发光光源中的每个发光光源发光，并根据相机采集时序控制多光谱相机进行拍摄。
47.以图2为例继续进行说明，在通过图2所示光源控制时序控制分别控制光源a和光源b发光，可以在第二采集周期23获取到参考光谱数据。
48.结合图2可以理解的是，可以通过一个相机采集时序控制多光谱相机进行拍摄，并通过数量与发光光源数量相同的发光光源发光控制控制多个发光光源发光，即可得到参考光谱数据和多个初始光谱数据。
49.步骤s302，基于参考光谱数据和多个初始光谱数据，计算每个发光波段对应的光谱数据。
50.具体的，以上述多个发光光源包括光源a和光源b进行说明，假设上述终端获取到的参考光谱数据为data1，光源a对待检测对象照射时得到的初始光谱数据为data2，光源b对待检测对象照射时得到的初始光谱数据为data3，则上述终端可以计算得到光源a对应发光波段对应的光谱数据为data_a＝data2
‑
data1，光源b对应发光波段对应的光谱数据为data_b＝data3
‑
data1。
51.以上仅为对多个发光光源包括两种光源进行说明，实际应用中，基于相同的方式，根据多个初始光谱数据对应的发光波段的数量，可以计算得到相同数量的光谱数据。
52.步骤s303，对每个发光波段对应的光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据。
53.在本技术的一些实施方式中，对每个发光波段对应的光谱数据中任意两个或两个以上的光谱数据进行组合，可以得到对应的一个目标光谱数据。基于不同的光谱数据，组合得到的目标光谱数据也有所不同。基于此，上述终端可以得到至少一个目标光谱数据。
54.具体的，上述多个发光光源可以包括发光波段为第一发光波段的第一发光光源和发光波段为第二发光波段的第二发光光源。则上述对每个发光波段对应的光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，可以包括：对第一发光波段对应的光谱数据和第二发光波段对应的光谱数据进行组合，得到第三发光波段对应的目标光谱数据。
55.其中，第三发光波段为第一发光波段与第二发光波段的叠加。
56.具体的，假设前述例子中，光源a即为发光波段为第一发光波段的第一发光光源，光源b即为发光波段为第二发光波段的第二发光光源，则上述终端通过对第一发光波段对应的光谱数据data_a和第二发光波段对应的光谱数据data_b进行组合，可以得到第三发光波段对应的目标光谱数据data_ab＝data_a data_b。
57.同样的，对三个或以上的初始光谱数据进行组合的方式可以参考图3所示组合方式的说明，本技术对此不进行赘述。
58.进一步地，在本技术的一些实施方式中，可以基于初始光谱数据和目标光谱数据，得到目标多光谱数据，得到的目标多光谱数据不仅包含各个发光光源的发光波段对应的光谱数据，还包含了各个发光光源的发光波段以外的其他发光波段对应的光谱数据。
59.在本技术的实施方式中，通过获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据，然后对多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，能够在已有发光波段对应的初始光谱数据的基础上增加与已有发光波段不同的新发光波段的目标光谱数据，从而丰富了光谱数据。结合初始光谱数据和目标光谱数据得到的多光谱数据更丰富，由此也可以使对得到的多光谱数据进行分析的分析结果更加全面，将得到的多光谱数据应用于多光谱活检技术，可以提高活体检测的精度。
60.同时，实际应用中基于硬件条件的限制，往往只能够使用具有特定发光波段的发光光源，通过本技术提供的方法，可以得到特定发光波段以外新的发光波段对应的光谱数据，因此能够一定程度上避免硬件对活体检测的影响。
61.实际应用中，可以由工作人员根据实际需求选择多个发光光源中各个发光光源对应的发光波段。
62.具体的，在本技术的一些实施方式中，考虑到硬件条件的限制，上述多个发光光源可以包括发光波段为第一发光波段的第一发光光源和发光波段为第二发光波段的第二发光光源；其中，第一发光波段为可见光波段，第二发光波段为近红外波段。
63.更具体的，其中一个发光光源可以为普通led光源，或者是模拟太阳光的全光谱光源，用于发出发光波段为可见光波段的光束；另一个发光光源可以为滤掉可见光波段后的卤素灯光源或者近红外led光源的组合光源，其中，近红外led光源的组合光源可以发出中心波长分别为740nm、840nm、940nm的光束。
64.在本技术的另一些实施方式中，考虑到后续得到的多光谱数据可以应用于活体检测，上述多个发光光源可以包括发光波段为第一发光波段的第一发光光源和发光波段为第二发光波段的第二发光光源；其中，由第一发光光源发出的第一发光波段的光束在待检测对象的表皮上的反射率小于第一反射率阈值；由第二发光光源发出的第二发光波段的光束在待检测对象的表皮上的反射率大于第二反射率阈值。
65.具体的，上述第一反射率阈值和第二反射率阈值的具体取值均可以根据实际情况进行调整，并且，第一反射率阈值小于第二反射率阈值。当第一发光光源发出的第一发光波段的光束在待检测对象的表皮上的反射率小于第一反射率阈值，说明待检测对象的表皮对第一发光波段的光束反射率较低。当第一发光光源发出的第二发光波段的光束在待检测对象的表皮上的反射率大于第二反射率阈值，说明待检测对象的表皮对第二发光波段的光束反射率较高。
66.在本技术的一些实施方式中，根据波段比算法和活检特征波长，上述第一发光光源可以为窄波段光源，用于发出第一发光波段为420nm至440nm的光束、第一发光波段为550nm至590nm的光束或第一发光波段为960nm至980nm的光束，此第一发光波段的光束在真实皮肤的反射率较低。上述第二发光光源可以为另一窄波段光源，用于发出第二发光波段为800nm至850nm波段的光束，此第二发光波段的光束在真实皮肤的反射率较高。利用此第一发光光源和第二发光光源，可以更好地区分真假体。
67.在本技术实施方式中，上述终端结合对光源的实际需求和本技术实施例通过的光谱数据的确定方法，可以在算法上最大限度的提升光谱维度信息，增加光谱分辨率，将得到的目标光谱数据应用于活体检测时，也可以有效地增加算法的精度和鲁棒性。
68.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列
的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本技术，某些步骤可以采用其它顺序进行。
69.如图4所示为本技术实施例提供的一种光谱数据的确定装置400的结构示意图，上述光谱数据的确定装置400配置于终端上。其中，上述终端可以为电脑等终端设备，也可以为具有一定运算能力的多光谱检测仪，或者采用多光谱活检技术的活检设备等等。
70.具体的，上述光谱数据的确定装置400可以包括：
71.获取单元401，用于获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据；
72.确定单元402，用于对多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，一个或多个目标光谱数据对应的光源发光波段与多个发光光源的发光波段均不相同。
73.在本技术的一些实施方式中，上述获取单元401可以具体用于：控制多个发光光源中的每个发光光源分别在多光谱相机的不同第一采集周期对待检测对象进行照射；利用多光谱相机在各个第一采集周期进行拍摄，得到初始光谱数据。
74.在本技术的一些实施方式中，上述确定单元402可以具体用于：获取未利用多个发光光源对待检测对象照射时得到的参考光谱数据；基于参考光谱数据和多个初始光谱数据，计算每个发光波段对应的光谱数据；对每个发光波段对应的光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据。
75.在本技术的一些实施方式中，上述确定单元402可以具体用于：控制多个发光光源中的每个发光光源在多光谱相机的第二采集周期不对待检测对象进行照射，并获取多光谱相机在第二采集周期采集到的参考光谱数据。
76.在本技术的一些实施方式中，上述多个发光光源包括发光波段为第一发光波段的第一发光光源和发光波段为第二发光波段的第二发光光源；上述确定单元402可以具体用于：对第一发光波段对应的光谱数据和第二发光波段对应的光谱数据进行组合，得到第三发光波段对应的目标光谱数据，第三发光波段为第一发光波段与第二发光波段的叠加。
77.在本技术的一些实施方式中，上述第一发光波段为可见光波段，上述第二发光波段为近红外波段。
78.在本技术的一些实施方式中，由上述第一发光光源发出的第一发光波段的光束在待检测对象的表皮上的反射率小于第一反射率阈值；由上述第二发光光源发出的第二发光波段的光束在待检测对象的表皮上的反射率大于第二反射率阈值，其中，第一反射率阈值小于第二反射率阈值。
79.需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述光谱数据的确定装置400的具体工作过程，可以参考图1至图3所述方法的对应过程，在此不再赘述。
80.如图5所示，为本技术实施例提供的一种终端的示意图。其中，上述终端可以为电脑等终端设备，也可以为具有一定运算能力的多光谱检测仪，或者采用多光谱活检技术的活检设备等等。
81.该终端5可以包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如光谱数据的确定程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个光谱数据的确定方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s102。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元
的功能，例如图4所示的获取单元401和确定单元402。
82.所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本技术。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端中的执行过程。
83.例如，所述计算机程序可以被分割成：获取单元和确定单元。
84.各单元具体功能如下：获取单元，用于获取不同发光波段的多个发光光源分别对待检测对象照射时得到的多个初始光谱数据；确定单元，用于对所述多个初始光谱数据进行组合，得到一个或多个目标光谱数据，所述一个或多个目标光谱数据对应的光源发光波段与所述多个发光光源的发光波段均不相同。
85.所述终端可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端的示例，并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
86.所称处理器50可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
87.所述存储器51可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
88.在本技术的一些实施方式中，所述存储器51可以用于存储终端已接收到的拓扑变化报文。
89.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
90.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
91.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单
元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对各个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
92.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
93.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
94.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
95.所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
96.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。