专利名称：一种物体内部虚拟超谱图的获取方法
技术领域：
本发明涉及对物体内部结构和成份的无损分析，特别涉及一种物体内部虚拟超谱 图的获取方法。
背景技术：
对物体内部结构和成份的无损分析在各个领域和科学研究中具有广泛的应用价 值，如采用X-射线对晶体的结构、工件的内部缺陷以及人体骨骼或某些组织进行成像分 析，或采用光谱技术对溶液成份的含量进行分析等等。但这些技术都有很多不足的地方，如 X-射线只能分析内部的结构且具有较强的放射性，设备复杂和对使用条件和场地有较高的 要求，而且不能对物体内部的成份进行分析。而光谱的方法通常不能得到内部的结构信息， 对一些复杂成份的分析不能得到足够的精度，而且难以分析其成份的分布信息。

发明内容
为了实现对物体内部结构和成份的无损分析，本发明提供了一种物体内部虚拟超 谱图的获取方法，所述方法包括以下步骤(1)光源发出的光束经由第一光纤和输出光的探头照射到被测物体上；(2)进入所述被测物体的光在不同位置逸出所述被测物体表面；(3)获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物体内部结构和 成份信息的超谱图，利用所述超谱图对所述被测物体的内部结构和成份进行分析。步骤(3)中所述获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物 体内部结构和成份信息的超谱图，具体为测量探头在所述被测物体表面进行扫描，获取所述被测物体在不同位置所逸出的 光，经由第二光纤导入光谱仪，获得所述被测物体在不同位置的逸出光光谱，将光谱数据构 成超谱图，获得携带被测物体内部结构和成份信息的超谱图。步骤(3)中所述获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物 体内部结构和成份信息的超谱图，具体为摄像头记录所述被测物体在不同位置逸出的光，所述光源每发出一种波长光时， 所述摄像头记录一幅图像，将所有波长的光轮流输出，并由所述摄像头记录一遍，最后获得 携带所述被测物体内部结构和成份信息的超谱图。步骤(3)中所述获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物 体内部结构和成份信息的超谱图，具体为超谱图成像仪记录所述被测物体在不同位置逸出的光，直接获取携带所述被测物 体内部结构和成份信息的超谱图。所述第一光纤具体为单色光或一个波段的光纤。本发明提供的技术方案的有益效果是本发明提供了一种物体内部虚拟超谱图的获取方法，该方法实现了对物体内部结构和成份的无损分析，满足了实际应用中的需要；并且，该物体内部虚拟超谱图的获取方法 可以应用到医疗领域、环保领域以及其他相关的领域。


图1为本发明提供的原理说明示意图；图2为本发明提供的结构示意图；图3为本发明提供的另一结构示意图；图4为本发明提供的另一结构示意图；图5为本发明提供的物体内部虚拟超谱图的获取方法的流程图。附图中，各标号所代表的部件列表如下1 光源2 光谱仪3 第一光纤4 第二光纤5 输出光的探头6 测量探头7 被测物体8 摄像头9 超光谱成像仪
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。为了实现对物体内部结构和成份的无损分析，本发明实施例提供了一种物体内部 虚拟超谱图的获取方法，参见图1、图2、图3、图4和图5，101 光源1发出的光束经由第一光纤3和输出光的探头5照射到被测物体7上；102 进入被测物体7的光在不同位置逸出被测物体7表面； 参见图1，入射光A、出射光1、出射光i，i的取值为正整数，进入被测物体7的光按 照图1所示的路径在不同位置逸出被测物体7表面，但不同位置逸出的光在被测物体7内 部的路径及其深度均不相同，因而携带了相应路径的结构和成份信息。103 获取被测物体7在不同位置所逸出的光以及携带被测物体7内部结构和成份 信息的超谱图，利用超谱图对被测物体7的内部结构和成份进行分析。其中，第一光纤3为单色光或一个波段的光纤。光源1发出的光束经由单色光或 一个波段的光纤照射到被测物体7表面的一个照明点。测量除该照明点以外周边区域的出 射光强，通过逐一波长地改变光源1发出的入射光的波长或对出射光进行频谱分析，最后 得到了以光入射点为中心的临近区域中出射光的强度与光谱分布，这种三维的“图像”反映 物体内部的结构和成份的信息。进一步地，步骤103中的获取被测物体7在不同位置所逸出的光以及携带被测物 体7内部结构和成份信息的超谱图，具体为测量探头6在被测物体7表面进行扫描，获取被测物体7在不同位置所逸出的光， 经由第二光纤4导入光谱仪2，获得被测物体7在不同位置的逸出光光谱，将光谱数据构成 超谱图，获得携带被测物体7内部结构和成份信息的超谱图；或，摄像头8记录被测物体7在不同位置逸出的光，光源1每发出一种波长光时，摄像头8记录一幅图像，将所有波长的光轮流输出并由摄像头8记录一遍，最后获得携带被测物 体7内部结构和成份信息的超谱图；或，超谱图成像仪9记录被测物体7在不同位置逸出的光，直接获取携带被测物体7 内部结构和成份信息的超谱图。下面以几个具体的实施例来说明本发明提供的物体内部虚拟超谱图的获取方法 的可行性，详见下文描述实施例1 如图2所示，光源1发出的光束经由第一光纤3和输出光的探头5照射 到被测物体7上，进入被测物体7的光按照图1所示的路径在不同位置逸出被测物体7表 面，但不同位置逸出的光在被测物体7内部的路径及其深度均不相同，因而携带了相应路 径的结构和成份信息，测量探头6在被测物体7表面进行扫描，获取被测物体7在不同位置 所逸出的光，经由第二光纤4导入光谱仪2，获得被测物体7在不同位置的逸出光光谱，按照 不同位置将光谱数据构成超谱图，获得携带被测物体7内部结构和成份信息的超谱图，进 而可以利用超谱图对被测物体7的内部结构和成份进行分析。实施例2 如图3所示，光源1发出的光束经由第一光纤3和输出光的探头5照射 到被测物体7上，进入被测物体7的光按照图1所示的路径在不同位置逸出被测物体7表 面，但不同位置逸出的光在被测物体7内部的路径及其深度均不相同，因而携带了相应路 径的结构和成份信息，摄像头8记录被测物体7表面不同位置逸出的光，光源1每发出一种 波长的光时，摄像头8记录一幅图像，将所有波长的光轮流输出并由摄像头8记录一遍，最 后可以获得携带被测物体7内部结构和成份信息的超谱图，进而可以利用超谱图对被测物 体7的内部结构和成份进行分析。实施例3 如图4所示，光源1发出的光束经由第一光纤3和输出光的探头5照射 到被测物体7上，进入被测物体7的光按照图1所示的路径在不同位置逸出被测物体7表 面，但不同位置逸出的光在被测物体7内部的路径及其深度均不相同，因而携带了相应路 径的结构和成份信息，超谱图成像仪9记录被测物体7表面不同位置逸出的光，直接可以获 得携带被测物体7内部结构和成份信息的超谱图，进而可以利用超谱图对被测物体7的内 部结构和成份进行分析。综上所述，本发明实施例提供了 一种物体内部虚拟超谱图的获取方法，该方法实 现了对物体内部结构和成份的无损分析，满足了实际应用中的需要；并且，该物体内部虚拟 超谱图的获取方法可以应用到医疗领域、环保领域以及其他相关的领域。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例 序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种物体内部虚拟超谱图的获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)光源发出的光束经由第一光纤和输出光的探头照射到被测物体上；(2)进入所述被测物体的光在不同位置逸出所述被测物体表面；(3)获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物体内部结构和成份 信息的超谱图，利用所述超谱图对所述被测物体的内部结构和成份进行分析。
2.根据权利要求1所述的物体内部虚拟超谱图的获取方法，其特征在于，步骤C3)中所 述获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物体内部结构和成份信息 的超谱图，具体为测量探头在所述被测物体表面进行扫描，获取所述被测物体在不同位置所逸出的光， 经由第二光纤导入光谱仪，获得所述被测物体在不同位置的逸出光光谱，将光谱数据构成 超谱图，获得携带被测物体内部结构和成份信息的超谱图。
3.根据权利要求1所述的物体内部虚拟超谱图的获取方法，其特征在于，步骤C3)中所 述获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物体内部结构和成份信息 的超谱图，具体为摄像头记录所述被测物体在不同位置逸出的光，所述光源每发出一种波长光时，所述 摄像头记录一幅图像，将所有波长的光轮流输出，并由所述摄像头记录一遍，最后获得携带 所述被测物体内部结构和成份信息的超谱图。
4.根据权利要求1所述的物体内部虚拟超谱图的获取方法，其特征在于，步骤C3)中所 述获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物体内部结构和成份信息 的超谱图，具体为超谱图成像仪记录所述被测物体在不同位置逸出的光，直接获取携带所述被测物体内 部结构和成份信息的超谱图。
5.根据权利要求1所述的物体内部虚拟超谱图的获取方法，其特征在于，所述第一光 纤具体为单色光或一个波段的光纤。
全文摘要
本发明公开了一种物体内部虚拟超谱图的获取方法，所述方法包括以下步骤光源发出的光束经由第一光纤和输出光的探头照射到被测物体上；进入所述被测物体的光在不同位置逸出所述被测物体表面；获取所述被测物体在不同位置所逸出的光以及携带所述被测物体内部结构和成份信息的超谱图，利用所述超谱图对所述被测物体的内部结构和成份进行分析。该方法实现了对物体内部结构和成份的无损分析，满足了实际应用中的需要；并且，该物体内部虚拟超谱图的获取方法可以应用到医疗领域、环保领域以及其他相关的领域。
文档编号G01N21/25GK102141508SQ20101061958
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者李刚, 林凌 申请人:天津大学