CN105791637B - 一种离子影像采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子影像采集方法，包括以下步骤：数码相机通过网线与计算机连接；计算机根据数码相机的IP地址找到相机，并控制数码相机根据设置的抓取影像频率采集影像；图片通过网线传输到计算机存在缓存区，计算机对缓存区的影像进行event‑counting采集处理；并且把处理好的影像累积在一起，直到达到设定时间就停止采集；将完成累积的影像存储到指定的文件里，并存储成各种形式的文件。本发明可以实现利用低成本的普通数码相机得到与商业专业的采集设备同等效果；实现了低成本的离子影像采集，可以节省仪器的购买时间以及费用。

Description

一种离子影像采集方法

技术领域

本发明涉及一种离子影像采集方法，具体地说是一种实现离子信号的三维空间分布信息的采集方法。

背景技术

在分子反应动力学的研究领域中只有在所有产物的内能和速度都清楚的情况下才能全面了解分子反应过程中的动态信息，所以常常需要同时测量产物的速度分布和角分布。离子成像方法可以通过测量某一个经过态选择后的产物的三维速度分布而得到整个分子反应过程中的速度分布和内能分布及角度分布。由于其高灵敏的探测以及高分辨率的特性，使得离子影像技术在分子反应动力学领域得到了广泛的应用。目前使用最为广泛离子影像采集装置是由Lavision公司生产的Imager系列，这一套采集装置的成本非常的昂贵，而且相机与电脑使用光纤来传递信号，容易损坏；另外，对于图片的采集和所采集图片的存储格式都非常有限。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的是在不影响采集的灵敏度，分辨率和效率的条件下提供一种低成本的离子影像的event-counting采集方法，最大限度的降低实验的成本，节约实验经费。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种离子影像采集方法，包括以下步骤：

数码相机通过网线与计算机连接；计算机根据数码相机的IP地址找到相机，并控制数码相机根据设置的抓取影像频率采集影像；

图片通过网线传输到计算机存在缓存区，计算机对缓存区的影像进行event-counting(事件计数方法)采集处理；并且把处理好的影像累积在一起，直到达到设定时间就停止采集；

将完成累积的影像存储到指定的文件里，并存储成各种形式的文件。

所述event-counting采集处理包括以下步骤：

(1)将每幅影像分成n×n个方格，根据n×n个方格的各区域的光强信号，得到n×n个正方形区域的每个方格的权重；

(2)将权重最大的方格的信号强度记录为1，其它的方格的信号强度记录为0；

(3)返回步骤(1)，直至遍历缓存区内的所有影像。

所述把处理好的影像累积在一起具体为：将所有影像的同一位置的方格信号强度记录求和，得到每个位置方格的求和值，得到带有不同位置信号强弱分布的影像。

所述各种形式的文件包括TIF、PNG格式的文件。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明相机与镜头都是普通的数码产品，很容易购买，并且价格便宜实现成本较低；实现容易，操作简单。

2.本发明可以实现利用低成本的普通数码相机得到与商业专业的采集设备同等效果。

3.本发明实现了低成本的离子影像采集，可以节省仪器的购买时间以及费用。

4.本发明的event-counting采集处理能够在不影响采集的灵敏度和效率的条件下得到分辨率达到与商业的仪器和程序的同等效果。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，本发明包括以下步骤：

步骤1.将离子透镜设备通过一个连接筒与荧光屏相连接,并使经离子透镜设备射出的带电粒子射到荧光屏上。带有镜头的数码相机调节好焦距，使得相机采集的影像的分辨率最好；将数码相机镜头面对荧光屏使数码相机采集到荧光屏上发出的荧光图片。

步骤2.把焦距调节好的数码相机固定在镀黑的支架上，同时连接处用黑色物质密封，尽可能的降低外界光线的影响。

步骤3.CCD相机通过信号线与触发器连接实现外触发，通过网线与电脑相连。与触发器连接实现了不同设备的同步，最大限度的提高效率，数码相机通过网线与电脑连接，把采集到的图片传送到到电脑上，然后利用通过处理实现event-counting的采集，并把处理后的影像累计记录，可以通过控制影像累计的个数控制采集的时间。

当采集的影像的强度及信噪比分辨达到要求时，可以把影像存储，并且可以根据需要存成TIF或者PNG等格式。存储后的影像利用图像处理软件进一步处理就可以得到需要的信息。

相机通过网线及路由器与电脑相连，电脑通过网线把指令发送到照相机，并把照相机抓捕到的影像传输到电脑。如图1所示，event-counting采集方法可以分为三大部分，开始寻找照相机部分，第二部分是图像的抓取和处理，第三部分是数据的存储。

利用Labview程序控制相机并对采集的影像进行处理实现event-counting的采集：

1.电脑根据输入的数码相机的IP地址找到相机，并设置抓取图片的频率。

2.相机抓取的图片通过网线传输到计算机缓存在缓存区，电脑对影像进行event-counting采集处理。并且把处理好的影像累积在一起，当累积的数量达到要求，或是影像的对比度达到要求时就可以自动或是手动停止影像的继续累积。

event-counting采集处理主要的作用是提高影像的分辨率。例如，对于采集荧光屏上的信号来说，假设一个3×3的9小格组成的区域内都有荧光信号，但是不同的区域的荧光信号强度不同，相机根据不同强度产生相应的强弱分布值，这样可以得到这个3×3的正方形区域的每个小格的荧光信号强度占整个9小格区域的荧光信号的总强度的权重(比值)，然后把权重最大的小格的信号强度记录为1，其它的小格的信号强度记录为0，遍历缓存区内的所有图片。然后将所有图片的同一位置的方格信号强度记录求和，得到每个位置方格的求和值，得到累计后图片的不同位置信号强弱的分布。然后用图像处理软件(imager)根据该图像的信号强弱分布就能够得到实验产物的空间分布信息，进而最终得到反映过程的相关信息。

上述过程使影像的分辨率有了很大的提高，可以与商业化的高分辨率的相机得到的结果相媲美，但是成本却要低很多。

3.根据后期进一步处理的需要可以把累积好的影像存储到指定的文件里，并可以根据处理的需要存储成各种形式的文件。

经过event-counting处理后的影像还需要进一步的分析，进而得到需要的信息，而不同的处理软件可能需要影像的格式是不一样，本方法的另一个优势就是可以根据进一步的处理需要而任意存储影像的格式。

Claims (3)

1.一种离子影像采集方法，其特征在于包括以下步骤：

数码相机通过网线与计算机连接；计算机根据数码相机的IP地址找到相机，并控制数码相机根据设置的抓取影像频率采集影像；

图片通过网线传输到计算机存在缓存区，计算机对缓存区的影像进行event-counting采集处理；并且把处理好的影像累积在一起，直到达到设定时间就停止采集；

将完成累积的影像存储到指定的文件里，并存储成各种形式的文件；

所述event-counting采集处理包括以下步骤：

(1)将每幅影像分成n×n个方格，根据n×n个方格的各区域的光强信号，得到n×n个正方形区域的每个方格的权重；

(2)将权重最大的方格的信号强度记录为1，其它的方格的信号强度记录为0；

(3)返回步骤(1)，直至遍历缓存区内的所有影像。

2.根据权利要求1所述的一种离子影像采集方法，其特征在于所述把处理好的影像累积在一起具体为：将所有影像的同一位置的方格信号强度记录求和，得到每个位置方格的求和值，得到带有不同位置信号强弱分布的影像。

3.根据权利要求1所述的一种离子影像采集方法，其特征在于所述各种形式的文件包括TIF、PNG格式的文件。