申请/专利权人：深圳因赛德思医疗科技有限公司

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117554304B

主分类号：G01N21/25

分类号：G01N21/25;G06V10/26;G06V10/56;G06V10/764;G06V10/82

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.03.01#实质审查的生效;2024.02.13#公开

摘要：本发明涉及光谱成分分析技术领域，具体涉及一种喉镜片材料成分检测方法，该方法包括：采集喉镜片的高光谱图像数据，将喉镜片区域划分为各个圈层，获取各边界圈层像元序列的圈层涂装非均匀系数，计算各层均值像元序列的圈层交叉验证系数，进而得到各层均值像元序列的涂层波宽干扰系数，计算各层涂层序列的涂层能量损耗系数，获取各圈层的涂层校正像元反射系数，从而得到各采样时刻高光谱图像数据的涂层校正像元序列，根据涂层校正像元序列对喉镜片材料成分进行检测。本发明旨在提高喉镜片材料成分检测的准确率，实现喉镜片材料成分的精确检测。

主权项：1.一种喉镜片材料成分检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集喉镜片的高光谱图像数据；将高光谱图像数据中各像元在所有波长下的反射强度进行排列得到各像元序列；通过图像分割获取高光谱图像数据中的喉镜片区域；将喉镜片区域划分为具有各边界圈层像元序列的不同圈层；获取每个边界圈层像元序列的动态圈层规则距离；根据动态圈层规则距离得到每个边界圈层像元序列的圈层涂装非均匀系数；将每个边界圈层像元序列中所有像元的像元序列在相同波长下的反射强度均值作为均值像元序列；根据圈层涂装非均匀系数得到每个边界圈层的均值像元序列的圈层交叉验证系数；获取相邻圈层的均值像元序列间的最大相关性系数；结合圈层交叉验证系数及最大相关性系数得到每个边界圈层的均值像元序列的涂层波宽干扰系数；获取每个边界圈层的涂层能量损耗系数；结合涂层波宽干扰系数及涂层能量损耗系数得到高光谱图像数据的涂层校正像元序列；根据涂层校正像元序列完成喉镜片材料成分检测；所述获取每个边界圈层像元序列的动态圈层规则距离和所述根据动态圈层规则距离得到每个边界圈层像元序列的圈层涂装非均匀系数的具体计算公式如下： 表示第r层边界圈层像元序列的圈层涂装非均匀系数，表示第r层边界圈层像元序列的动态圈层规则距离，表示第r层边界圈层像元序列包含像元的个数，L表示采集高光谱数据的波长总数量，表示在第r层边界圈层像元序列中第i个像元的第个波长的光谱反射强度，表示在第r层边界圈层像元序列中所有像元的第个波长的光谱反射强度的均值，表示第r层边界圈层像元序列中两两像元的排列组合数，表示第r层边界圈层像元序列中第i个像元的像元序列，表示第r层边界圈层像元序列中第j个像元的像元序列，表示计算两个像元序列的DTW距离；所述根据圈层涂装非均匀系数得到每个边界圈层的均值像元序列的圈层交叉验证系数，包括：针对每个边界圈层的均值像元序列，将边界圈层的均值像元序列以波长为横轴、反射强度为纵轴拟合为均值像元曲线，将相邻圈层的均值像元曲线间的交叉点作为涂层交叉点，获取涂层交叉点的对应波长，计算每个边界圈层的均值像元序列的圈层交叉验证系数的表达式为： 式中，表示第r层边界圈层的均值像元序列的圈层交叉验证系数，表示第r层均值像元曲线与第r+1层均值像元曲线之间的涂层交叉点的对应波长，表示第r层边界圈层像元序列的圈层涂装非均匀系数，表示第r+1层边界圈层像元序列的圈层涂装非均匀系数，表示针对喉镜片区域设置的圈层总数，表示以自然常数为底数的指数函数；所述获取相邻圈层的均值像元序列间的最大相关性系数，包括：将边界圈层的均值像元序列中小于涂层交叉点的部分作为涂层序列，大于涂层交叉点的部分作为成分序列，相邻圈层的均值像元序列的涂层序列间的最大相关性系数表达式为： 式中，表示第r层与第r+1层边界圈层的均值像元序列的涂层序列间的最大相关性系数，表示第r层边界圈层的均值像元序列的涂层序列剔除第个波长后的剩余涂层序列，表示第r+1层边界圈层的均值像元序列的涂层序列剔除第个波长后的剩余涂层序列，表示计算两个序列的皮尔逊相关性系数，表示取最大值函数，表示涂层序列中波长的数量；相邻圈层的均值像元序列的成分序列间的最大相关性系数表达式为： 式中，表示第r层与第r+1层边界圈层的均值像元序列的成分序列间的最大相关性系数，表示第r层边界圈层的均值像元序列的成分序列剔除第个波长后的剩余成分序列，表示第r+1层边界圈层的均值像元序列的成分序列剔除第个波长后的剩余成分序列，表示成分序列中波长的数量，表示计算两个序列的皮尔逊相关性系数；所述结合圈层交叉验证系数及最大相关性系数得到每个边界圈层的均值像元序列的涂层波宽干扰系数，具体计算公式如下： 式中，表示第r层均值像元序列的涂层波宽干扰系数，表示第r层均值像元序列的圈层交叉验证系数，表示以自然常数为底数的自然对数，表示第r层与第r+1层均值像元序列的涂层序列间的最大相关性系数，表示第r层与第r+1层均值像元序列的成分序列间的最大相关性系数，表示索引函数选取取得最大相关性系数的对应波长；所述获取每个边界圈层的涂层能量损耗系数，具体计算公式如下： 式中，表示第r层成分序列的涂层能量损耗系数，表示剔除最大相似波长后的剩余成分序列中的波长数量，表示第r层成分序列剔除最大相似波长后的剩余成分序列中第个波长的反射强度，表示第r+1层成分序列剔除最大相似波长后的剩余成分序列中第个波长的反射强度；将每个圈层剔除最大相似波长后的剩余成分序列记为筛选成分序列；所述结合涂层波宽干扰系数及涂层能量损耗系数得到高光谱图像数据的涂层校正像元序列，具体计算公式如下： 式中，表示第r个圈层的涂层校正像元反射系数，表示第r层均值像元序列的涂层波宽干扰系数，表示第r层涂层序列的涂层能量损耗系数，表示第k个采样时刻高光谱图像数据的涂层校正像元序列，表示第1个圈层的均值像元序列，表示针对喉镜片区域设置的圈层总数，表示第个圈层的涂层校正像元反射系数，表示第个圈层的筛选成分序列,其中，筛选成分序列是将每个圈层剔除最大相似波长后的剩余成分序列；所述根据涂层校正像元序列完成喉镜片材料成分检测，包括：将所有采样时刻的高光谱图像数据的涂层校正像元序列的均值作为综合校正像元序列，采用和所述综合校正像元序列同样的计算方式获取标准喉镜片的标准像元序列，计算综合校正像元序列与标准像元序列的余弦相似性，若所述余弦相似性大于等于预设阈值，表示当前喉镜片材料成分合格，反之，表示当前喉镜片的材料成分不合格。

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