CN104902204B - 一种具有照像功能的光谱显示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有照像功能的光谱显示方法及系统，该方法包括：采集光谱数据以及样品测量装置的图像数据，所述样品测量装置包括测量样品；控制显示光谱数据以及样品测量装置的图像数据；根据对样品测量装置进行拍照或录制的控制命令记录样品测量装置的图像数据，图像数据包括对样品测量装置进行拍照产生的照片数据或对样品测量装置进行录制产生的录制视频数据；将图像数据与光谱数据关联后放入实验图存放窗口，对其进行查看、对比或编辑等操作；或可以根据需要将其作为一个记录文件保存；也可载入已保存的记录文件进行查看、对比或编辑等操作。

Description

一种具有照像功能的光谱显示方法及系统

技术领域

本专利涉及光学分析仪器中的光谱仪操作，是一种便于操作并具有照像和录像功能的光谱仪人机交互界面的设计概念；更具体的说涉及一种具有照像功能的光谱显示方法及系统。

背景技术

常规的光谱仪操作软件,如美国海洋光学公司(OceanOpticsInc.)生产的USB2000-FLG型光纤光谱仪虽然有测量和显示光谱曲线和光谱数据的功能，但并没有提供给操作者照相或录像功能；如图1所示。这对于在测量光谱时,需要记录所测量样品、装置或实验过程等使用要求是很不方便的。

发明内容

本专利要解决的技术问题之一是进行光谱测量时，无照像记录测量的不方便。

为解决上述技术问题，本专利在光谱仪的常规功能外,增加照像记录功能；将光谱测量结果与照相所记录的有关测量内容一并做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印。该照像记录也可以单独做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印。

本专利要解决的技术问题之二是进行光谱测量时，无录像记录测量的不方便。

为解决上述技术问题，本专利在光谱仪的常规功能外,增加录像记录功能；将光谱测量结果与录像所记录的有关测量内容一并做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印。该录像记录也可以单独做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印。

本专利要解决的技术问题之三是光谱仪没有添加、记录和比较已保存的有关照片功能的不便。

为解决上述技术问题，本专利在光谱仪的常规功能外,增加载入已保存有关照片或图片功能；将光谱测量结果与栽入已保存的有关照片或图片一并做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印。

本专利要解决的技术问题之四是光谱仪没有添加、记录和比较已保存的有关录像功能的不便。

为解决上述技术问题，本专利在光谱仪的常规功能外,增加调入已保存的有关录像功能；将光谱测量结果与调入已保存的录像一并做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印。

本专利的整体技术效果体现在以下方面。

(一)在本专利中，可以方便地进行光谱测量与照像记录；

(二)在本专利中，可以方便地进行光谱测量与录像记录；

(三)在本专利中,可以方便地调入已保存的有关照片或图片，以便进行光谱的测量、记录和比较；

(四)在本专利中,可以方便地调入已保存的有关录像，以便进行光谱的测量、记录和比较。

附图说明

图1是海洋光学公司的一款光谱仪所用的软件；

图2是本发明本发明一种具有照像功能的光谱显示方法的流程图；

图3是本发明一种具有照像功能的光谱显示系统的原理框图；

图4是本发明一种实施例中的光谱仪与拍摄设备、上位机的硬件系统示意图；

图5是本发明一种实施例中的具有照像/录像功能光谱仪界面的示意图；

图6是本发明的一种具体应用实施例中上位机软件界面的示意图；

图7是本发明一种实施例中具有照像功能的光谱显示系统的系统架构图；

图8是本发明一种实施例中的操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详述。

如图2所示，本发明是一种具有照像功能的光谱显示方法，包括：

步骤S201，采集光谱数据以及样品测量装置的图像数据，样品测量装置包括样品。具体的，光谱数据由光谱仪进行采集，而样品测量装置的图像信息由拍摄设备(例如照相机、录像机)进行采集，采集后的数据传输至上位机。

步骤S202，控制显示光谱数据以及样品测量装置的图像数据。在接收到光谱仪以及拍摄设备发来的光谱数据和图像数据后，上位机实时显示光谱数据和样品测量装置的图像数据。上位机在显示光谱数据时，具体为显示根据光谱数据生成的光谱曲线、光色谱图以及光谱数据列表。该光谱曲线、光色谱图以及光谱数据列表在后文中进行详细说明。

步骤S203，根据对样品测量装置进行拍照或录制的控制命令记录样品测量装置的图像数据，图像数据包括对样品测量装置进行拍照产生的照片数据或对样品测量装置进行录制产生的录制视频数据。具体的，上位机根据用户的操作(例如点击拍照或视频录制按钮)生成相应的拍照或录制的控制命令，并根据控制命令记录样品测量装置的图像信息或者录制视频数据。

步骤S204，将光谱数据与图像数据关联后放入实验图存放窗口(即图像记录模块中)进行查看、对比或编辑等操作,亦可通过控制命令载入已保存的具有关联关系的图像数据和光谱数据进行查看、对比或编辑等操作。

步骤S205，上位机根据用户操作可将具有关联关系的光谱数据和图像数据作为一个记录文件进行保存，该记录文件可以被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印；也可根据用户操作将图像数据单独作为一个记录文件进行保存，该记录文件也可以被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印；另外，已保存的记录文件中的图像数据与当前样品测量装置所对应的光谱数据关联后，即关联关系改变时将作为一个新的记录文件保存。

从而本发明能够对光谱测量的相关样品测量装置进行记录，并且可以方便的查阅。

优选的是，本发明还可采集光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息,并将光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息与光谱数据、图像数据关联后作为一个记录文件进行保存。光谱测量环境信息包括操作者信息、样品信息以及样品测量装置信息。从而用户能够针对光谱测量的相关信息和数据进行文字备忘，填入需要记录的信息进行保存，同时可以记录测量光谱时所用的样品和有关测量设备等。

在步骤S205中，在接收到对记录文件进行查看、对比或编辑的控制命令时，将记录文件对应图像数据或视频数据进行显示的步骤还包括：停止实时显示当前采集的图像数据和/或暂停对样品测量装置的视频录制。也即用户在对当前样品测量装置进行记录时，或需要查看与之前的测量记录进行对比时，上位机停止对当前样品测量装置的显示或录制，并显示以前的记录文件中的图像数据(照片或录制视频)；在用户查看、对比或编辑完毕时，可操作上位机再显示当前样品测量装置的图像或者恢复视频录制。从而避免在图像录制过程中，错误地将之前的样品测量装置进行了记录，避免造成记录文件中的光谱数据与样品测量装置的图像数据不对应的情况。

另外，在本发明中，也可将已保存的记录文件中的图像数据与当前样品测量装置对应的光谱数据关联后作为一个新的记录文件保存；也即，用户在记录过程中，可以从之前已保存的记录文件中调出图像数据与当前样品测量装置的光谱数据进行关联作为一个新纪录文件保存。

在本发明-一种具有照像功能的光谱显示方法及系统中，可在一个显示界面中显示测量的光谱数据和样品测量装置的图像，也可以显示之前保存的记录文件。具体的，本发明光谱数据的显示方法还包括：控制显示光谱曲线窗口、记录输入窗口、实验图窗口；记录输入窗口包括图像显示窗口以及文字输入窗口；实验图窗口包括实验图操作命令窗口以及实验图存放窗口；将采集的或已记录文件中的光谱数据显示至光谱曲线窗口；将采集的样品测量装置的图像数据或者从记录文件中调出的图像数据显示至图像显示窗口，或者从上位机获取的其它图像数据显示至所述图像显示窗口；将所述具有关联关系的光谱数据和图像数据作为缓存显示至所述实验图存放窗口,将已保存的记录文件、采集的样品测量装置的图像数据或者其它图像数据显示至所述实验图存放窗口。其中，其它图像数据是指来自于非本发明中拍摄系统所得照片数据或视频数据，例如来自于上位机中的其它图片文件或摄像文件。

如图3所示，本发明-一种具有照像功能的光谱显示方法及系统300包括采集模块310、显示模块320、图像数据记录模块330和文件存储模块340。

采集模块310，用于采集光谱数据以及样品测量装置(包括样品)的图像数据。

显示模块320，用于控制显示光谱数据以及样品测量装置的图像数据。显示模块320还用于在接收到对记录文件进行查看、对比或编辑的控制命令时，从记录文件中载入图像数据进行显示。

视频模块330，控制拍摄设备将拍摄的图像实时显示于记录输入窗口上部分，根据对样品测量装置进行拍照或录制的控制命令记录样品测量装置的图像数据，图像数据包括对样品测量装置进行拍照产生的照片数据或对样品测量装置进行录制产生的录制视频数据。

图像数据记录模块340，将当前具有关联关系的光谱数据和图像数据放入实验图存放窗口以便进行相应的操作，还用于对已保存的记录文件进行载入操作,获取关联的光谱数据和图像数据以便进行相应的操作；

文件存储模块350，用于将关联后的所述图像数据与所述光谱数据作为一个记录文件保存，以及将拍照产生的照片数据或录制产生的视频数据单独作为一个记录文件保存。

在本发明中，采集模块310还用于采集光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息,光谱测量环境信息包括操作者信息、样品信息以及样品测量装置信息；文件存储模块340还用于将光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息与光谱数据、图像数据关联后作为一个记录文件进行保存。

在本发明中，显示模块320还用于在接收到对记录文件进行查看、对比或编辑的控制命令时，停止实时显示当前采集的图像数据；图像数据记录模块330还用于在接收到对记录文件进行查看、对比或编辑的控制命令时暂停对样品测量装置的拍照或图像录制。

在本发明中，文件存储模块340还用于将已保存的记录文件中的图像数据与当前样品测量装置对应的光谱数据关联后作为一个新的记录文件保存。

在本发明中，显示模块320还用于控制显示光谱曲线窗口、记录输入窗口、实验图窗口；记录输入窗口包括图像显示窗口以及文字输入窗口；实验图窗口包括实验图操作命令窗口以及实验图存放窗口。显示模块320还用于将采集的光谱数据显示至光谱曲线窗口；显示模块320还用于将采集的样品测量装置的图像数据或者从记录文件中调出的图像数据显示至图像显示窗口，或者将从上位机获取的其它的图像数据显示至所述图像显示窗口；显示模块320还用于将所述具有关联关系的光谱数据和图像数据作为缓存显示至实验图存放窗口,将已保存的记录文件、采集的样品测量装置的图像数据或者从上位机获取的其它的图像数据显示至所述实验图存放窗口。其中，其它图像数据是指来自于非本发明中拍摄系统所得照片数据或视频数据，例如来自于上位机中的其它图片文件或摄像文件。

图4是本发明一种实施例中的光谱仪与拍摄设备、上位机的硬件系统示意图。该硬件系统400包括上位机401、光谱仪402、有关样品测量装置(包括样品)403和拍摄设备404。上位机401通过同一个人机软件界面控制光谱仪402和拍摄设备404，光谱仪402用于测量光谱，拍摄设备404用于记录样品测量装置403等，该样品测量装置403包括测量样品等。

如图5是本发明一种实施例中的具有照像/录像功能光谱仪界面的示意图；5是人机软件界面,6是光谱曲线窗口,7是光谱曲线，8是光色谱图(即用颜色标记相应的光,即对于可见光采用常规的可见光色谱,对于波长小于380nm的紫外谱用黑色表示,对于波长大于780nm的近红外用白色表示)，9是记录输入窗口，10是记录输入窗口上部分(即照像记录部分),11是记录输入窗口下部分(即文字记录部分),12是实验图窗口,13实验图操作命令窗口，14实验图存放窗口。计算机1的人机软件界面5控制光谱仪2测量光谱并得到光谱曲线7，为了记录测量光谱时所用的样品测量装置和样品或其它有关设备等,操作者可通过照像机将样品测量装置图像实时显示于记录输入窗口上部分10，如需要操作者可以将此图像拍照并将此照片静止显示于记录输入窗口上部分10。同时，可在记录输入窗口下部分11做相应的文字记录。记录输入窗口上部分10中的照片与记录输入窗口下部分11的有关文字记录构成一体的信息记录。本发明将光谱测量结果与照像所记录的有关测量内容一并做为一个文件处理，如显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印等。操作者可以将记录输入窗口上部分10中所拍照片或图像录像按先后顺序存放在光谱曲线窗口6的下方实验图存放窗口14，操作实验图操作命令窗口13中的有关命令可以对这些图像进行查看或比较等操作。

图6是本发明的一种具体应用实施例中上位机软件界面的示意图。15是光谱仪设置窗口。实验图窗口12与显示光谱仪设置窗口15是可以相互切换，操作实验图操作命令窗口13的有关命令可对实验图存放窗口14进行相关操作。图7是本发明一种实施例中具有照像功能的光谱显示系统的系统架构图。18是控制模块，19是数据采集模块，20是光谱曲线显示模块，21是列表显示模块，22是记录输入模块,23是光谱测量系统(包括用于光谱测试的光谱仪、样品样品测量装置或其它的附件或设备等),24是视频模块，25是图像记录模块。控制模块18控制数据采集模块19、光谱曲线显示模块20、列表显示模块21以实现相应的操作。数据采集模块19通过控制光谱测量系统23，更具体地说即通过上位机、光谱仪的电路、光学系统和多元光电探测器采集原始光谱数据并将此数据存储于上位机内，供光谱曲线显示模块20和列表显示模块21调用。光谱曲线显示模块20显示光谱曲线7及其所对应的全部光谱数据,该模块还包括用于与光谱曲线7做直观对比的光色谱图8；光谱曲线显示模块20所显示的内容与光谱测量系统23中的样品测量装置(包括样品)和测试内容有关联关系，即所测的光谱曲线7，包括光谱曲线窗口6中相应的设置与信息与所拍摄图像是一一相互对应的；此关联关系可以通过数字编码标记,即将同样的数字标记在光谱曲线窗口6和所拍摄图像上做为同一个文件的标记。列表显示模块21以列表的方式显示光谱曲线7所对应的全部光谱数据，具有打开与关闭选择功能。列表显示模块21所显示的内容与光谱测量系统23中的样品测量装置(包括样品)和测试内容也有关联对应关系。记录输入模块22在光谱曲线窗口6上提供记录输入窗口9,该记录输入窗口9与光谱曲线窗口5合起来做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印等；也可以单独做为一个文件被显示、保存、编辑、打开、调用、拷贝和打印等。记录输入模块22是一个独立的模块，不受控制模块18的操纵，在此模块可以完成记录输入窗口9的操作。视频模块24控制拍摄设备将拍摄的图像实时显示于记录输入窗口上部分10；并可以根据需要将此实时图像拍照或录像。图像记录模块25将显示于记录输入窗口上部分10中所拍照或图像录像按先后顺序存放在光谱曲线窗口6的下方实验图窗口12，操作实验图操作命令窗口13中的命令可以对这些图像进行查看或比较等操作。此外，操纵此模块可以在记录输入窗口上部分10打开已保存的照片、录像或其它的图片。

图8是本发明一种实施例中的操作流程图。50是GUI操纵界面,51是采集的原始光谱数据库(数据缓存),52是原始光谱数据的选择区域,53是光谱曲线显示,54是数据列表显示,55是勾选，56是查找，57是选定数据,58是光谱曲线测量,59是打开/关闭拍摄设备，60是检查拍摄设备,61是捕获图像,62是图像数据流，63是拍照,64是录像,65是显示，66是存储,67是存储设备,68是预览，69是选择文件,70是图像添加记录,71是图像关联,72是查看。打开发明软件上位机显示GUI操纵界面50，在完成一系列的设置后,点击采集原始光谱数据的按键，控制模块18控制数据采集模块19完成原始光谱数据库(数据缓存)的采集并将此数据存储于上位机内形成原始光谱数据库51；此后判断选择区域52的是否存在,如果选择为否则直接进行光谱曲线显示53的操作以及数据列表显示54的操作；有关数据列表显示54的操作还受勾选55的控制,即通过勾选55控制显示或关闭数据列表；如果判断选择区域52为存在则进行查找56原始光谱数据库51获取含有选定数据57的原始数据库51之后,将会启动加载选择框，游标和标尺，操作者可以根据需要操作光谱曲线测量58,即操作游标和标尺以测量某一段光谱曲线的数据,如峰值或半宽等，并在光谱曲线显示53、数据列表显示54和光谱仪设置窗口15上刷新显示。

打开/关闭拍摄设备59用于打开或关闭拍摄设备,以便为操作者直观准确地记录与所测光谱有关的样品和其它设备等信息，操作检查拍摄设备60以检查其是否连接正常，如正常则操作捕获图像61以捕获有关拍摄图像的实时图像数据流62,同时操作显示65将此图像数据流62实时地显示在信息记录输入窗口上部分10。如做拍照记录则可操作拍照63，再操作存储66将所拍摄的照片存储到存储设备67。此拍照可以在测量光谱时或测量光谱前后进行。同理,如做录像记录则可操作录像64，再操作存储66将所录的图象存储到存储设备67。此录像可以在测量光谱时或测量光谱前后进行。

此外,可操作图像添加记录70将图像关联71所标记的照片或录像与光谱曲线7按先后顺序存放在光谱曲线窗口6的下方实验图存放窗口14。再通过操作查看72，操作实验图操作命令窗口13中的命令可以对这些图像进行查看、比较或编辑等操作。

最后，为便于查看或比较已保存的照片或录像或其它图片，操作预览68和选择文件69，可以从存储设备67中打开已保存的照片或录像或其它图片，并操作显示65将打开的照片或录像或其它图片显示于信息输入窗口上部分10。当操作显示65显示已保存的照片或录像或其它图片时,捕获图像61暂停。反之，当无需显示已保存的照片或录像或其它图片时，可操作捕获图像61继续捕获有关图像显示65。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有照像功能的光谱显示方法，其特征在于，包括：

采集光谱测量环境信息、光谱数据以及样品测量装置的图像数据，所述光谱测量环境信息包括操作者信息、样品信息以及样品测量信息，所述样品测量装置包括测量样品；

控制显示所述光谱数据以及所述样品测量装置的图像数据；

根据对所述样品测量装置进行拍照或录制的控制命令记录所述样品测量装置的图像数据，所述图像数据包括对所述样品测量装置进行拍照产生的照片数据或对所述样品测量装置进行录制产生的录制视频数据；

将所述光谱测量环境信息、图像数据与所述光谱数据关联后可作为一个记录文件保存；可对关联的光谱测量环境信息、光谱数据和图像数据进行查看、对比或编辑、存储操作；也可载入已保存的具有关联关系的光谱测量环境信息、光谱数据和图像数据的记录文件进行查看、对比或编辑、存储操作。

2.根据权利要求1所述的光谱显示方法，其特征在于，所述方法还包括：

采集光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息,所述光谱测量环境信息包括操作者信息、样品信息以及样品测量装置信息；

将所述光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息与所述光谱数据、所述图像数据关联后作为一个记录文件进行保存和操作。

3.根据权利要求1所述的光谱显示方法，其特征在于，在接收到对所述记录文件进行查看、对比或编辑的操作命令时，将所述记录文件对应图像数据或视频数据进行显示的步骤还包括：

停止实时显示当前采集的图像数据和/或暂停对样品测量装置的视频录制。

4.根据权利要求1所述的光谱显示方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制显示一光谱曲线窗口、记录输入窗口、实验图窗口，所述记录输入窗口包括图像显示窗口以及文字输入窗口，所述实验图窗口包括实验图操作命令窗口以及实验图存放窗口；

将采集的或已记录文件中的光谱数据显示至所述光谱曲线窗口；

将采集的样品测量装置的图像数据、从所述记录文件中调出的样品测量装置的图像数据或者从上位机获取的其它的图像数据显示至所述图像显示窗口；

将所述具有关联关系的光谱测量环境信息、光谱数据和图像数据作为缓存显示至所述实验图存放窗口,将已保存的记录文件、采集的样品测量装置的图像数据或者其它图像数据显示至所述实验图存放窗口。

5.根据权利要求4所述的光谱显示方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述显示的记录文件中的图像数据与当前样品测量装置对应的光谱数据关联后作为一个新的记录文件保存。

6.一种具有照像功能的光谱显示系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集光谱测量环境信息、光谱数据以及样品测量装置的图像数据，所述光谱测量环境信息包括操作者信息、样品信息以及样品测量信息，所述样品测量装置包括测量样品；

显示模块，用于控制显示所述光谱数据以及所述样品测量装置的图像数据；所述显示模块还用于在接收到上位机的查看、对比或编辑的控制命令时对实验图存放窗口中关联的图像数据进行显示；

视频模块，控制拍摄设备将拍摄的图像实时显示于记录输入窗口上部分，根据对所述样品测量装置进行拍照或录制的控制命令记录所述样品测量装置的图像数据，所述图像数据包括对所述样品测量装置进行拍照产生的照片数据或对所述样品测量装置进行录制产生的录制视频数据；

图像数据记录模块，将当前具有关联关系的光谱测量环境信息、光谱数据和图像数据放入实验图存放窗口以便进行相应的操作，还用于对已保存的记录文件进行载入操作,获取关联的光谱测量环境信息、光谱数据和图像数据以便进行相应的操作；

文件存储模块，用于将关联后的光谱测量环境信息、所述图像数据与所述光谱数据作为一个记录文件保存，以及将拍照产生的照片数据或录制产生的视频数据单独作为一个记录文件保存。

7.根据权利要求6所述的光谱显示系统，其特征在于，所述采集模块还用于采集光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息,所述光谱测量环境信息包括操作者信息、样品信息以及样品测量装置信息；

所述文件存储模块还用于将所述光谱测量环境信息和/或用户输入的文字记录信息与所述光谱数据、所述图像数据关联后作为一个记录文件进行保存。

8.根据权利要求6所述的光谱显示系统，其特征在于，所述显示模块还用于在接收到对所述记录文件进行查看、对比或编辑的控制命令时，停止实时显示当前采集的图像数据；所述图像数据记录模块还用于在接收到对所述记录文件进行查看、对比或编辑的控制命令时暂停对样品测量装置的视频录制。

9.根据权利要求6所述的光谱显示系统，其特征在于，所述文件存储模块还用于将所述已保存的记录文件中的图像数据与当前样品测量装置对应的光谱数据关联后作为一个新的记录文件保存。

10.根据权利要求6所述的光谱显示系统，其特征在于，所述显示模块还用于控制显示一光谱曲线窗口、记录输入窗口、实验图窗口，所述记录输入窗口包括图像显示窗口以及文字输入窗口，所述实验图窗口包括实验图操作命令窗口以及实验图存放窗口；

所述显示模块还用于将采集的光谱数据显示至所述光谱曲线窗口；

所述显示模块还用于将采集的样品测量装置的图像数据或者从所述记录文件中调出的图像数据显示至所述图像显示窗口，或者将从上位机获取的其它的图像数据显示至所述图像显示窗口；

所述显示模块还用于将所述具有关联关系的光谱测量环境信息、光谱数据和图像数据作为缓存显示至所述实验图存放窗口,将已保存的记录文件、采集的样品测量装置的图像数据或者从上位机获取的其它的图像数据显示至所述实验图存放窗口。