一种近红外图片采集方法与流程

1.本发明涉及一种图片采集方法，具体来说，涉及一种近红外图片采集方法。


背景技术：

2.近红外光谱技术(nirs)在人体的应用与研究是近年来在国内外新兴的研究领域,因为其方便无创,成本低等优点,近20年来在不断发展和完善,引起大家的广泛关注。近红外光谱在一定范围内可以穿透一定深度的组织,例如组织内含氧血红蛋白、去氧血红蛋白对近红外光的吸收系数存在差异,经过传感器和计算机技术分析,得到组织的血氧参数。基于近红外光谱技术的近红外组织血氧无创监测仪、功能性近红外光谱技术(f nirs)、近红外光谱荧光技术等在临床医学、运动医学、神经生物学、认知科学、脑力疲劳和人机交互等新兴领域正发挥越来越重要作用。
3.然而，近红外光谱技术在这些新兴领域运用的前提是首先要采集到人体的近红外照片，作为原始素材，以便进行进一步的科学研究和应用。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个主要方面，提供一种近红外图片采集装置，包括近红外图片采集模块和处理器，其中，
5.所述近红外图片采集模块用于采集人体近红外照片；
6.所述处理器包括近红外图片采集控制单元和近红外图片处理单元；
7.所述近红外图片采集控制单元用于控制近红外图片的采集，所述近红外图片处理单元用于处理采集到的近红外图片。
8.优选地，所述处理器或者是单片机处理器或者是外接cpu处理器。
9.优选地，所述处理器是单片机处理器时，所述近红外图片采集装置可以独立完成近红外图片的采集以及图片处理。
10.优选地，所述处理器是外接cpu处理器时，所述近红外图片采集装置可以作为插件嵌入到对应的外接装置内，由所述外接装置的所述外接cpu处理器控制所述近红外采集装置进行近红外图片采集以及图片处理。
11.优选地，还包括通讯接口，所述近红外图片采集装置通过所述通讯接口以有线和/或无线的方式与外接装置进行通讯，所述外接装置独立于所述近红外图片采集装置。
12.优选地，所述近红外图片采集模块是手指近红外图片采集模块，用于采集使用者手指近红外照片。
13.优选地，所述手指近红外图片采集模块包括近红外摄像头、近红外光源部件和手指固定装置。
14.优选地，所述近红外光源部件包括一组或多组发射不同波长的近红外光的近红外灯。
15.优选地，所述近红外光源部件包括四组发射不同波长的近红外光的近红外灯。
16.优选地，所述近红外光源部件设置成，在打开其中一组近红外灯发射对应波长的近红外光时，其余各组发射其他波长的近红外灯都处于关闭状态。
17.优选地，所述近红外图片采集模块依次采集四张不同波长的近红外照片。
18.优选地，所述近红外光源部件发射的近红外光的波长选择范围为700-1800nm。
19.优选地，所述近红外光源部件发射的近红外光的第一波长选择范围在700-800nm之间，第二波长选择范围在800-900nm之间，第三波长选择范围在900-1000nm之间，而第四波长选择范围在1000-1100nm之间。
20.优选地，所述近红外光源部件发射的近红外光的第一波长选择范围在740-800nm之间，第二波长选择范围在840-900nm之间，而第三波长选择范围在940-1000nm之间，而第四波长选择范围在1040-1100nm之间。
21.优选地，所述近红外摄像头设置在所述手指固定装置的一侧，而所述近红外光源部件设置在所述手指固定装置的另一侧。
22.优选地，所述近红外摄像头设置在所述手指固定装置的下方，而所述近红外光源部件设置在所述手指固定装置的上方。
23.优选地，所述近红外摄像头与所述手指固定装置之间用透明玻璃隔开。
24.优选地，所述手指固定装置包括u形凹槽；并且所述u形凹槽的与指尖对应的位置设置有开关，用于启动手指近红外图片的采集。
25.优选地，所述开关是触摸感应开关。
26.优选地，所述u形凹槽的底部是中空的。
27.根据本发明的另一个主要方面，提供一种用于采集人体近红外照片的图片采集方法，该方法使用近红外图片采集模块，该近红外图片采集模块包括近红外摄像头、近红外光源部件和人体部位固定装置，其中，近红外摄像头和近红外光源部件分别放置在人体部位固定装置的两侧，设置成近红外光源部件发出的近红外光能够穿透人体部位后被近红外摄像头感应，
28.该方法包括以下步骤，
29.将人体部位放置在人体部位固定装置上，并在完成放置时启动近红外摄像头和近红外光源部件；
30.使近红外光源部件依次按照多组不同波长近红外灯发出近红外光；
31.使近红外摄像头配合近红外光源部件依次发出该多个不同波长的近红外光的时间，依次采集该多个不同波长近红外光穿过人体部位后的人体部位近红外照片。
32.优选地，该近红外光源部件发出近红外光之后，触发近红外摄像头开始人体部位近红外照片的采集。
33.优选地，该近红外光源部件发出前一个波长的近红外光之后，间隔一时间段再发出后一个波长的近红外光，该时间段足够近红外摄像头采集在前一个波长下的人体部位近红外照片。
34.优选地，该红外摄像头采集完前一个波长下的人体部位近红外照片后，发出反馈信号触发该近红外光源部件发出后一个波长的近红外光。
35.优选地，该红外摄像头采集完前一个波长下的人体部位近红外照片并确认该照片可以满足采集目的后，发出反馈信号触发该近红外光源部件发出后一个波长的近红外光。
36.优选地，该近红外光源部件收到该反馈信号后，才发出后一个波长的近红外光，直到该多个不同波长中的所有波长近红外光都已经发出。
37.优选地，该近红外光源部件设置成，在发出其中一个波长的近红外光时，不发出其他波长的近红外光。
38.优选地，该近红外图片采集模块是手指近红外图片采集模块，该人体部位固定装置是手指固定装置，而该人体部位近红外照片是手指近红外照片。
39.优选地，该手指固定装置包括u形凹槽；并且该u形凹槽的与指尖对应的位置设置有开关；当手指放置在该u形凹槽上时，指尖触发该开关，启动手指近红外图片的采集。
40.优选地，该近红外光源部件依次按照四个不同波长发出近红外光。
41.优选地，该近红外光源部件发射的近红外光的波长选择范围为700-1800nm。
42.本发明提供的近红外图片采集装置，结构简单、经济实用，只需要将手指放置在近红外图片采集模块上，依次采集一张、两张、三张、四张或四张以上不同波长的手指近红外图片。无需多次、多台设备的采集，采集数据处理后可以存储在处理器中，也可以传输到外部的外接装置上。本发明提供的用于采集人体近红外照片的图片采集方法，能够快速、准确、有效地采集所需的人体近红外照片，以用于进一步分析的目的。
附图说明
43.通过结合附图进行阅读，将会更好地了解以上概述以及以下详细描述。为了便于说明，附图中示出本发明公开的某些实施例。但是，应当理解，本发明并不局限于所示的准确布置和工具。结合到本说明书中并且构成其部分的附图示出按照本发明的系统和设备的实现，并且连同本描述一起用来说明按照本发明的优点和原理。
44.图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例中的近红外图片采集装置的功能框架图；
具体实施方式
45.在详细说明本发明的至少一个实施例之前，要理解，本发明并不局限于它在以下描述中提出或者在附图中示出的构造的细节以及组件的布置的应用。提供附图和书面描述，以指导本领域的技术人员进行和使用对其寻求专利保护的本发明。本发明适用于其他实施例并且能够按照各种方式来实施和执行。本领域的技术人员将会理解，为了清楚起见和便于了解，并非示出一商业实施例的所有特征。本领域的技术人员还将会理解，结合本发明的方面的实际商业实施例的开发将要求许多实现特定判定来取得开发人员的商业实施例的最终目标。虽然这些工作会是复杂和费时的，但是这些工作是获益于本发明公开的领域的技术人员例行任务。
46.另外，要理解，本文所采用的用语和术语是为了便于描述，而不应当被视作限制。例如，单数术语、例如“一”、“一个”的使用不是意在限制项的数量。另外，非限制性地诸如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧”之类的关系术语的使用为了清楚起见而具体参照附图用于本描述中，而不是意在限制本发明或者所附权利要求书的范围。此外，应当理解，本发明的特征的任一个可单独地或者与其他特征结合使用。通过阅读附图和详细描述，本领域的技术人员将会清楚地知道本发明的其他系统、方法、特征和优
点。预计所有这类其他系统、方法、特征和优点都包含在本描述之内，包含在本发明的范围之内，并且受到所附权利要求书保护。
47.现在将参照附图来详细描述本发明的实现。
48.请参阅图1，在本发明的一个实施例中，近红外图片采集装置包括处理器1和手指近红外图片采集模块2，其中，手指近红外图片采集模块2用于采集使用者手指的近红外照片(近红外摄像头在近红外光下拍摄的照片)；所述处理器1包括近红外图片采集控制单元和近红外图片处理单元(未示出)；所述近红外图片采集控制单元用于控制近红外图片的采集，所述近红外图片处理单元用于处理采集到的近红外图片，处理器1对近红外图片采集模块起控制作用。应当理解，虽然在图示实施例中，采用了手指近红外图片采集模块来对本发明进行说明，但本发明并不局限于此，而是可以应用多种近红外图片采集模块，例如，手掌近红外图片采集模块等。
49.采集后的图片可以存储在近红外图片采集装置中，也可以通过通讯接口以有线和/或无线的方式传输到外接的外接装置中。需要知道，在本发明的其它实施例中，可以不包括通讯接口和外接装置。在本实施例中出于详尽的目的而将它们一起说明，但这并不意味着这些部件是必需的。
50.如图1所示，手指近红外图片采集装置包括近红外摄像头21、手指固定装置22和近红外光源部件23。近红外摄像头21用于拍摄手指的近红外照片，而近红外光源部件23用于向使用者的手指发出近红外光以便近红外摄像头拍照。当使用者把手指正确地放在手指固定装置22上时，近红外光源部件23依此发出四种不同波长的近红外光，而近红外摄像头21则依次拍照四张不同波长的近红外图片。应当理解，虽然本实施例中优选采集四种不同波长的近红外光下的照片，在其他实施例中采用一种、两种、或三种、五种甚至更多的不同波长的照片也是可以的，这些备选方案也不应排除在本发明的范围之外。
51.如图所示，近红外光源部件23位于手指固定装置22的上方，而近红外摄像头21位于手指固定装置22的下方。手指固定装置与近红外摄像头之间隔着一层透明玻璃。透明玻璃对近红外摄像头起到防尘作用；近红外摄像头可以透过玻璃拍摄到手指。但是，再次强调，本实施例中的“上”、“下”只是表明部件之间的相对位置；并且，在其他实施例中，也可以例如使近红外光源部件位于手指固定装置的左侧，而近红外摄像头位于手指固定装置的右侧。当然，这种一侧和另一侧的位置，优选是正对面的位置，但在一些实施形式中也可以是偏离正对面的位置一定范围。本领域普技术人员应当明白，只要近红外光源部件23能够照射到使用者的手指，而使近红外摄像头21拍摄到近红外光穿过手指后的照片，这些方案就不应排除在本发明的范围之外。
52.手指固定装置22在图示实施例中是一个“u形”的凹槽，其底部是空的。“u形”的顶端(与指尖对应的位置)设置有电容式的触摸感应开关，其触摸感应功能是由一块安装在那里的电容感应芯片电路触发。需要明白，在其他实施例中，手指固定装置也可以不是u形的，是其他合适的形状；其底部也并不一定是中空的，只要能使近红外摄像头拍摄到近红外光穿过手指后的照片即可；触摸感应开关也不一定要设置在u形的顶端，其他合适的位置也都是可以的。还需要明白，虽然在本实施例中触摸感应开关是电容式的，但其他形式的触摸感应开关也是可以的；并且，即使是其他形式的开关，例如机械开关、光敏开关或是声控开关也都是可行的。这些备选方案都不应该排除在本发明的范围之外。
53.当手指顶端碰到该顶端的开关时，就会开启拍摄近红外图片的过程。近红外光源部件包括四组近红外灯，其中每组都包括一只或多只近红外灯，优选的是每组包括2-6只近红外灯。每组近红外灯开启时可以发出该组波长的近红外光。当近红外摄像头开始拍摄过程时，依次开启各组波长近红外灯，并依此拍摄该波长下的手指近红外图片。具体来说，近红外光源部件会发出第一波长的近红外光，近红外摄像头拍摄第一波长下的手指近红外光照片，然后近红外光源部件关闭第一波长的近红外光，发出第二波长的近红外光，近红外摄像头拍摄第二波长下的手指近红外光照片，然后近红外光源部件关闭第二波长的近红外光，发出第三波长的近红外光，近红外摄像头拍摄第三波长下的手指近红外光照片，再然后近红外光源部件关闭第三波长的近红外光，发出第四波长的近红外光，近红外摄像头拍摄第四波长下的手指近红外光照片。在优选的实施例中，整个拍照过程连1秒钟都不到。拍照结束后，使用者可以自行将手指从手指固定装置上移开。
54.在优选的实施形式中，该近红外光源部件发出近红外光之后，然后触发近红外摄像头开始手指近红外照片的采集。例如，该近红外光源部件发出第一波长的近红外光之后，间隔0.1秒后关闭然后再发出第二波长的近红外光，而近红外摄像头在这0.1秒内采集在第一波长下的手指近红外照片。当然，这一间隔时间是可以调整的，只要足够近红外摄像头采集照片就可以。另外，可选地，也可以设置成，该红外摄像头采集完前一个波长下的手指近红外照片后，发出反馈信号触发该近红外光源部件关发出后一个波长的近红外光，或者，在该红外摄像头采集完前一个波长下的手指近红外照片并确认该照片可以满足采集目的(例如，满足一定的清晰度要求)后，发出反馈信号触发该近红外光源部件发出后一个波长的近红外光。而该近红外光源部件收到该反馈信号后，才发出下一个波长的近红外光。以此类推，直到该四个不同波长中的所有对应波长的近红外光都已经发出。
55.需要明白，在一些实施例中，前述发光和拍照的过程一经启动就可以是自动完成的，而在另一些实施例中，该过程也可以由使用者控制，例如通过前述开关或者另设的开关进行控制。还需要明白，在一些实施例中，拍照结束后，可以用光或声的方式向使用者发出提示，也可以设置提示灯或者喇叭来进行提示。这些备选方案都不应该排除在本发明的范围之外。
56.近红外光源部件的四个不同的波长都在700-1800nm之间。在优选的实施例中，第一波长设置在700-800nm之间，第二波长设置在800-900nm之间，第三波长设置在900-1000nm之间，而第四波长设置在1000-1100nm之间。在更优选的实施例中，第一波长设置在740-800nm之间，第二波长设置在840-900nm之间，第三波长设置在940-1000nm之间，而第四波长设置在1040-1100nm之间。
57.如图1所示，处理器优选的是一个单片机处理器，其中包括近红外图片采集控制单元和近红外图片处理单元。近红外图片采集控制单元用于控制近红外图片的采集，即控制近红外摄像头和近红外光源部件的运行，而近红外图片处理单元用于处理采集到的近红外图片，即将采集到的近红外照片与拍摄时的近红外波长进行关联，处理后的图片既可以存储在处理器中，也可以通过所述通讯接口以有线和/或无线的方式传输到外接装置中，以便用于特定用途。
58.外接装置可以是使用者自己的手机、pad电脑或pc电脑，也可以是特定的设备，例如血糖测量仪，这种血糖测量仪的原理就是利用使用者的手指近红外照片来测出使用者的
血糖值。无线的方式包括例如wifi、蓝牙、zigbee等，也包括例如3g、4g、5g等。
59.需要明白，虽然在上述实施例中，以采集和分析手指近红外照片的例子来阐释本发明，但本发明并不仅仅局限于只能根据使用者手指来进行。其他合适的方式，例如拍摄采集和分析手掌或人体其他肢段的照片也是可以行的。这些备选方案不应该排除在本发明的范围之外。
60.另外，本领域普通技术人员应当明白，由于软硬件(包括固件)结合的多样性，一种软件功能并不必然只由一个硬件实施，多种软件功能既可以集成在一个硬件中实现，也可以分散在多个硬件中实现。如非特别说明，硬件的分离或集成并不对软件的功能构成限制。特别地，由于云存储和云计算技术的发展，有些功能既可以在本地实现，也可以在“云”上实现，或者兼而有之。如非特别说明，这些替代方案都不应该排除在本发明的范围之外。
61.本领域的技术人员将会理解，可对上述实施例进行变更，而不背离其广义的发明概述。因此要理解，本文所公开的本发明并不局限于所公开的具体实施例，而是意在涵盖如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围之内的所有变体。另外，即使是按照本发明中所公开的实施例来解读所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围，除非申请人做出特别说明，否则不应当适用捐献原则对本发明的本发明的精神和范围进行取舍。