CN108076655B - 用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种用于物质检测的用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备，应用于检测装置，该检测装置包括：摄像装置和激光发射器，且激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面上，该方法包括：依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征。当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内，或第一采集时刻的判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息。能够在进行拉曼检测时及时地发现焦点偏移。

Description

用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备

技术领域

本公开涉及物质检测领域，尤其涉及一种用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备。

背景技术

拉曼检测设备利用拉曼散射来检测物质的成分，当前在多个领域都有应用，包括专业的石油勘探，药物检测，到生活中常见安全检查，缉毒等场景，同时，随着拉曼检测设备的成本不断下降，在民用市场也有了更多的应用，例如用于农药检测，真假货检测等。

目前的拉曼检测设备的检测方法部分采用的是非接触检测，即拉曼检测设备与待测物质没有直接接触，因此在检测过程中，会出现拉曼检测设备的焦点偏移，不能保持一致对准待测物质的问题，导致检测结果不准确，甚至无法输出检测结果，需要重新检测。

发明内容

本公开提供一种用于物质检测的用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备，用以解决检测过程中焦点偏移导致测量结果不准确的问题。

为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种用于物质检测的焦点检测方法，应用于检测装置，所述检测装置包括：摄像装置和激光发射器，且所述激光发射器的焦点位于所述摄像装置的焦平面上，所述方法包括：

依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，所述判定区域图像特征为所述待测物质图像中位于所述激光光点周围预设距离内的判定区域中的图像特征；

当第一采集时刻的光点面积不在所述第一阈值范围内，或所述第一采集时刻的所述判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户重新设置所述激光发射器。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种用于物质检测的焦点检测装置，应用于检测装置，所述检测装置包括：摄像装置和激光发射器，且所述激光发射器的焦点位于所述摄像装置的焦平面上，所述焦点检测装置包括：

数据采集模块，用于依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，所述判定区域图像特征为所述待测物质图像中位于所述激光光点周围预设距离内的判定区域中的图像特征；

判断模块，用于当第一采集时刻的光点面积不在所述第一阈值范围内，或所述第一采集时刻的所述判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户重新设置所述激光发射器。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括一个或多个程序，所述一个或多个程序用于执行本公开实施例的第一方面所述的方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种物质检测装置，包括：本公开实施例的第三方面所述的计算机可读存储介质；以及

一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

本公开通过上述技术方案，通过在检测装置上设置与激光发射器处于同一平面的摄像装置，能够在进行物质检测时实时地获取激光光点的面积，当光点的面积满足检测条件时，开始获取每个采集时刻对应的拉曼光谱数据、光点面积和判定区域图像特征，并对每个采集时刻获取的上述数据进行实时分析，当任一采集时刻获取的光点面积或判定区域图像特征中任一者不在阈值范围内时，输出用于提示用户重新设置激光发射器的提示消息，能够在进行拉曼检测时及时地发现焦点偏移。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1a是根据本公开一示例性实施例提供的一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图；

图1b是根据图1a所示的焦点检测方法中摄像装置和激光发射器的位置关系示意图；

图2是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图；

图3是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图；

图4是根据本公开一示例性实施例提供的又一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图；

图5是根据本公开一示例性实施例提供的一种用于物质检测的焦点检测装置的框图；

图6是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测装置的框图；

图7是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测装置的框图；

图8是根据本公开一示例性实施例提供的又一种用于物质检测的焦点检测装置的框图；

图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在介绍本公开提供的用于物质检测的用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备之前，首先对本公开各个实施例所涉及应用场景进行介绍。该应用场景为利用检测装置，例如可以是拉曼检测设备对待测物质进行检测，该检测装置上设置有光谱仪传感器、激光发射器和摄像装置，其中激光发射器的焦点位于所述摄像装置的焦平面上，使得摄像装置的在取景范围能够拍摄到激光发射器的激光光点，以及激光光点周围的一定区域(这个区域一般是待测物质所在的区域)，另外，这里的激光光点，是指激光发射器发射的激光照射在待测物质上时产生的光点，激光发射器与待测物质的相对距离不同，该激光光点的面积大小也不同，该激光光点的位置能够反映出激光焦点的位置。因此在本公开实施例中，通过监测该激光光点的面积大小可识别出检测装置与待测物质之间的距离是否符合物质检测的要求，并且通过检测该激光光点周围的图像特征，可识别出激光焦点在物质平面上是否远离了待测物质。示例的，该检测装置可以是专用于拉曼检测的设备，具有上述的光谱仪传感器、激光发射器和摄像装置，或者，该检测装置可以嵌入在移动终端上，即在移动终端上嵌入光谱仪传感器、激光发射器，摄像设备可以直接利用智能终端的摄像头来实现，其中，该移动终端例如可以是智能手机、平板电脑、智能手表、PDA(英文：Personal DigitalAssistant，中文：个人数字助理)等移动终端。

图1a是根据本公开一示例性实施例提供的一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图，该方法应用于检测装置，该检测装置包括：摄像装置和激光发射器，且激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面上。

需要说明的是，激光发射器的焦点(激光发射器的激光经过透镜后的汇聚点)位于摄像装置的焦平面上，使得摄像装置能够拍摄到激光发射器照射在待测物质上产生的光点，从而采集该激光发射器的光点面积，其中，对激光发射器和摄像装置的位置关系不做限定，并且摄像装置的摄像头和激光发射器的倾角也不做限定。上述的激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面上，可以通过在进入物质检测App(应用程序)后，检测装置控制摄像装置自动调整焦距(AF)，随着焦距的调整该摄像装置的焦平面的位置也在变化，通过AF可以一直调整到激光焦点处于摄像头焦平面上即可。因为当激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面时，待测物质图像是最清晰的，由于激光发射器的焦距固定，而摄像装置的摄像头可以调节焦距，因此可以控制摄像装置调节焦距，使激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面，再对待测物质进行检测。图1b是根据图1a所示的焦点检测方法中摄像装置和激光发射器的位置关系示意图，图1b所示的摄像装置和激光发射器的部署方式是一种实现方案，摄像装置和激光发射器设置在同一平面上，其中，β为摄像装置的横向FOV(英文：Field ofView，中文：视场)角，f为摄像装置的焦距，d为激光发射器的焦距，r为激光光点(此时激光发射器的光点即为激光发射器焦点所在的位置)周围的预设距离半径(以判定范围为圆形举例，具体实现可以是任意形状，此处不做限定)，b为待测物质的投影点距离到FOV边缘的距离，a为摄像装置的中心点到激光发射器的中心点在横向投影的距离。

可知，当f＝d时，待测物质图像最清晰，因此通过调节摄像装置，使f与d相同，此时：

tan(β/2)＝(a+b)/d

可以得出：

b＝d*tan(β/2)–a

只有当b>r时，则激光光点周围以r为半径的圆在此方向上才可能处于取景范围中，因此可得到该检测装置需要满足的如下条件：

d*tan(β/2)–a>r

能够使摄像装置的FOV包含激光发射器光点周围的一定区域(此处为以r为半径的圆形区域为例)。需要说明的是，在另一个方向上，即纵向FOV角，与上述横向FOV角的情景同理，也需要满足上述条件。当摄像装置和激光发射器没有设置在同一平面上时，可以通过调节摄像装置的倾角和/或激光发射器的倾角，使得激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面上。

如图1a所示，该方法包括：

步骤101，依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，判定区域图像特征为待测物质图像中位于激光光点周围预设距离内的判定区域中的图像特征。

举例来说，记录拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征可以是在检测装置开启激光发射器，对待测物质进行照射后，由检测装置判断当前状态是否可以检测，如果可以进行检测时，开始记录数据。也可以是由检测装置的使用者决定何时开始记录数据。

关于采集时刻，示例的，可以设置一个采集频率f来获取拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，那么从开始进行物质检测起，每隔一个T＝1/f就是一个采集时刻，即每个采集时刻之间的时间间隔为T，例如第一个采集时刻为开始测量后的T，第二个采集时刻为开始测量后的2T，以此类推。

其中，判定区域图像特征是摄像装置采集的待测物质图像中判定区域的图像特征，任一采集时刻的判定区域图像特征为：在判定区域中指定物质特征所占的百分比，并且指定物质特征是根据在第一个采集时刻的判定区域图像特征确定的。即可以理解为，判定区域图像特征可以是待测物质中的某成分比例，且在首次获取判定区域图像特征时可以只需要存储待测物质中成分占比最大的特征，并以该成分为指定特征，作为后续获取的判定区域图像特征的基准特征。举例来说，在第一个采集时刻获取的判定区域图像特征是76％的某透明液体(只分析出占比最多的成分特征)，那么以该透明液体为指定物质特征，之后的采集时刻获取的判定区域图像特征，均为该透明液体在待测物质中的百分比作为图像特征。在每获取一个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征后，将采集到的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征分别和相应的采集时刻作为一条记录存储在一张表中，以T为0.5s为例，如表1所示。

表1

采集时刻	拉曼光谱数据	光点面积	判定区域图像特征
				0.5s	0-0.5s之间的拉曼光谱数据	S1	X1％的某物质
1s	0.5s-1s之间的拉曼光谱数据	S2	X2％的某物质
				1.5s	1s-1.5s之间的拉曼光谱数据	S3	X3％的某物质
2s	1.5s-2s之间的拉曼光谱数据	S4	X4％的某物质
				……	……	……	……

步骤102，当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内，或第一采集时刻的判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息，提示信息用于提示用户重新设置激光发射器。

示例的，该第一采集时刻为物质检测过程中的某一时刻，在该时刻，如果出现光点面积不在第一阈值范围内或第一采集时刻的判定区域图像特征不在第二阈值范围内的情况，即可判断出激光焦点出现偏移的情景。其中如果光点面积不在第一阈值范围内，说明检测装置与待测物质之间的远近距离产生了变化；如果判定区域图像特征不在第二阈值范围内，则说明焦点在物质平面上远离了待测物质)。那么此时刻采集的数据是无效的，不能准确地检测物质。需要说明的是，物质检测的过程中是一个积分的过程，目前基于拉曼光谱数据的积分过程通常分为固定积分时长的积分和自动信噪比检测判定两类，其中都需要获取连续采集时刻的拉曼光谱数据进行积分，其中，每个采集时刻的拉曼光谱数据是该采集时刻对应的时间窗口中光谱仪传感器采集到的数据与该采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据进行叠加得到的。一旦某一采集时刻焦点出现偏移，那么该时刻对应的时间窗口中光谱仪传感器采集到的拉曼光谱数据可能是无效的，会导致积分结果不准确，因此检测装置应当暂停积分，等待拉曼光谱数据恢复后再继续积分。

因此在第一采集时刻输出提示信息，用于提示用户重新设置激光发射器，其中重新设置可以是调节检测装置与待测物质之间的距离，也可以是调节光点的位置。需要说明的是，第二阈值范围用于限制判定区域图像特征的变化范围，可以根据大量的测量数据统计出的合理的变化范围，在检测装置内部预设好，也可以根据用户的具体需求进行设定，例如判定区域图像特征为某液体的百分比，设置第二阈值范围为60％以上的该液体，当第一采集时刻的判定区域图像特征为45％的该液体时，输出提示信息。

综上所述，通过在检测装置上设置与激光发射器处于同一平面的摄像装置，能够在进行物质检测时实时地获取激光光点的面积，当光点的面积满足检测条件时，开始获取每个采集时刻对应的拉曼光谱数据、光点面积和判定区域图像特征，并对每个采集时刻获取的上述数据进行实时分析，当任一采集时刻获取的光点面积或判定区域图像特征中任一者不在阈值范围内时，输出用于提示用户重新设置激光发射器的提示消息，能够在进行拉曼检测时及时地发现焦点偏移。

图2是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图，如图2所示，步骤101包括：

步骤1011，在开启激光发射器开始对待测物质进行照射后，对摄像装置采集的待测物质图像中激光光点的光点面积进行监测。

示例的，为了确保检测结果的准确度，在激光发射器开启，对待测物质进行照射之后，利用摄像装置实时采集待测物质图像中激光光点的面积，激光光点指的是激光照射在待测物质上产生的光点，需要说明的是，该检测装置的摄像装置的取景范围能够包含激光发射器光点周围一定区域，摄像装置和激光发射器的位置关系可以是在检测装置的设计阶段预设好的，也可以通过调整摄像装置和激光发射器的倾角来保证。摄像设备可以通过一定频率来获取光点面积，光点面积过大，表示检测装置距离待测物质过近，激光照射的范围大，能量被分散，导致检测结果不准确，光点面积过小或为零，则表示检测装置距离待测物质过远，激光照射无法聚焦，导致无法检测，只有在激光光点的光点面积满足预设条件时，检测装置才能采集到准确的数据。

步骤1012，当监测到光点面积在第一阈值范围内时，依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征。

需要说明的是，光点面积在第一阈值范围内，表示此时激光光点与激光发射器的焦点位置重合，此时激光发射器的焦点位于摄像装置的焦平面上。

举例来说，第一阈值范围可以根据大量的测量数据统计出的合理的光点面积范围，在检测装置内部预设好，也可以根据用户的具体需求进行设定。此时，对摄像设备采集的光点面积进行判断，当光点面积在第一阈值范围内时，表示检测装置中的光谱仪传感器采集的数据能够有效反映待测物质的成分，可以开始记录数据。

图3是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图，如图3所示，该方法还包括：

步骤103，获取第二采集时刻的光点面积，以及第二采集时刻的判定区域图像特征，第二采集时刻为输出提示信息之后的任意采集时刻。

示例的，在输出提示信息之后的每个采集时刻，继续获取光点面积以及判定区域图像特征，用于实时监测激光发射器的焦点是否恢复到能够正常检测的位置。另外，在输出提示信息之后的每个采集时刻，还可以继续获取每个采集时刻拉曼光谱数据，从而作为一个数据日志，方便后续查看历史记录。或者，也可以忽略输出提示信息之后采集时刻的拉曼光谱数据，因为此时激光发射器的焦点已经偏移，数据是无效的，因此可以忽略，直至出现步骤104中的第三时刻，进行步骤104中的步骤。

步骤104，当第二采集时刻的光点面积在第一阈值范围内时，且第二采集时刻的判定区域图像特征在第二阈值范围内时，则在第三采集时刻，根据第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据获取拉曼光谱恢复数据，作为第三采集时刻的拉曼光谱数据，第三采集时刻为第二采集时刻的下一时刻。

其中，获取第三采集时刻的拉曼光谱数据的方式可以是：

将拉曼光谱传感器在第三采集时刻对应的时间窗口中采集的传感器数据，与第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据进行叠加，以得到拉曼光谱恢复数据，作为在第三采集时刻的拉曼光谱数据。

需要说明的是，对于每一个采集时刻获取的拉曼光谱数据，都是该采集时刻对应的时间窗口中光谱仪传感器采集到的数据与该采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据进行叠加获得的(第一个采集时刻对应的上一时刻的拉曼光谱数据为零)。而第三采集时刻的上一时刻是第二采集时刻，在第二采集时刻，获取的光点面积在第一阈值范围内且判定区域图像特征在第二阈值范围内，那么能够确定激光发射器的焦点在第二采集时刻和第二采集时刻的上一时刻之间的时间窗内恢复到了能够正常检测的位置，但是由于不能保证在第二采集时刻对应的时间窗口中光谱仪传感器采集到的数据是完全正确的，所以不能保证第二采集时刻获取的拉曼光谱数据有效，因此需要从第三采集时刻开始进行数据恢复，保证了拉曼光谱数据的准确度。

举例来说，对步骤103中获取的光点面积和判定区域图像特征进行判断，当光点面积在第一阈值范围内，并且判定区域图像特征在第二阈值范围内，那么表示激光发射器的焦点恢复到了能够正常检测的位置。以采集频率是1/T为例，第一个采集时刻为T，第二个采集时刻为2T，第三个采集时刻为3T，以此类推。

假设5T时刻获取的光点面积不在第一阈值范围内，或者5T时刻获取的判定区域图像特征不在第二阈值范围内，那么5T为上述第一采集时刻。之后6T、7T、……、10T对应获取的光点面积和判定区域图像特征都不能满足光点面积在第一阈值范围内且判定区域图像特征在第二阈值范围内，在11T时，获取的光点面积在第一阈值范围内且判定区域图像特征在第二阈值范围内，那么能够确定激光发射器的焦点在10T至11T的时间内恢复到了能够正常检测的位置，但是不能保证11T获取的拉曼光谱数据有效，因此11T为是上述的第二采集时刻，则在下一采集时刻，即12T时，根据4T获取的拉曼光谱数据来获取拉曼光谱恢复数据。具体的，12T的拉曼光谱数据是拉曼光谱传感器在11T至12T对应的时间窗口中采集的传感器的数据，与4T的拉曼光谱数据进行叠加获得的。然后，将12T的拉曼光谱数据、光点面积和判定区域图像特征，继续存储在同一张表中，并继续进行物质识别的过程。这样就避免了焦点出现偏移时拉曼光谱数据无效导致的检测不准或无法检测的问题。

下面对激光发射器的开启条件进行说明，图4是根据本公开一示例性实施例提供的又一种用于物质检测的焦点检测方法的流程图，如图4所示，该方法在步骤101之前还包括：

步骤105，当检测距离达到预设距离时，开启激光发射器开始对待测物质进行照射，检测距离为激光发射器与待测物质之间的距离。或者，当接收到用户触发的开启信号时，开启激光发射器开始对待测物质进行照射。

示例的，检测距离可以通过传感器来测量，当检测距离达到预设距离时，再开启激光发射器。其中，该预设距离能够保证激光发射器的光点面积在一定范围内，从而使激光发射器在达到可正常检测的场景要求时才开启，以节省能源，避免无效的检测。或者，也可以由用户按照需求手动开启该激光发射器。

可选的，步骤102中所述的输出提示信息，包括：

当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内时，输出用于告知用户检测距离不在预设距离范围内的提示消息，检测距离为激光发射器与待测物质之间的距离。

当第一采集时刻的判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出用于提示用户需要重新对准待测物质的提示消息。

示例的，焦点出现偏移的情况可以分为两类：检测装置与待测物质之间的远近距离产生了变化，或者焦点在物质所处平面上偏离了待测物质。当光点面积不在第一阈值范围内时，表示光点面积过大或过小，即检测距离超出了预设范围，此时提示用户调节检测装置与待测物质之间的距离。当判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，表示焦点所在位置相对于待测物质发生了变化，即焦点相对于待测物质出现了偏移，此时提示用户将光点重新对准该待测物质。

需要说明的是，当本实施例中检测装置所采用的检测方法不做具体限定，可以是采用固定积分时长的检测方法，或者自动信噪比判定方法。

综上所述，通过在检测装置上设置与激光发射器处于同一平面的摄像装置，能够在进行物质检测时实时地获取激光光点的面积，当光点的面积满足检测条件时，开始获取每个采集时刻对应的拉曼光谱数据、光点面积和判定区域图像特征，并对每个采集时刻获取的上述数据进行实时分析，当任一采集时刻获取的光点面积或判定区域图像特征中任一者不在阈值范围内时，输出用于提示用户重新设置激光发射器的提示消息，能够在进行拉曼检测时及时地发现焦点偏移。

图5是根据本公开一示例性实施例提供的一种用于物质检测的焦点检测装置的框图，该焦点检测装置200应用于检测装置，该检测装置包括：设置于同一平面的摄像装置和激光发射器，且摄像装置的焦距被调整为与激光发射器的焦距相同，如图5所示，该焦点检测装置200包括：

数据采集模块201，用于依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，判定区域图像特征为待测物质图像中位于激光光点周围预设距离内的判定区域中的图像特征。

判断模块202，用于当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内，或第一采集时刻的判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息，提示信息用于提示用户重新设置激光发射器。

图6是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测装置的框图，如图6所示，数据采集模块201包括：

光点监测子模块2011，用于在开启激光发射器开始对待测物质进行照射后，对摄像装置采集的待测物质图像中激光光点的光点面积进行监测。

采集子模块2012，用于当监测到光点面积在第一阈值范围内时，依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征。

图7是根据本公开一示例性实施例提供的另一种用于物质检测的焦点检测装置的框图，如图7所示，数据采集模块201，还用于获取第二采集时刻的光点面积，以及第二采集时刻的判定区域图像特征，第二采集时刻为输出提示信息之后的任意采集时刻。

焦点检测装置200还包括：

数据恢复模块203，用于当第二采集时刻的光点面积在第一阈值范围内时，且第二采集时刻的判定区域图像特征在第二阈值范围内时，则在第三采集时刻，根据第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据获取拉曼光谱恢复数据，作为第三采集时刻的拉曼光谱数据，第三采集时刻为第二采集时刻的下一时刻。

可选的，数据恢复模块203，用于将拉曼光谱传感器在第三采集时刻对应的时间窗口中采集的传感器数据，与第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据进行叠加，以得到拉曼光谱恢复数据，作为在第三采集时刻的拉曼光谱数据。

图8是根据本公开一示例性实施例提供的又一种用于物质检测的焦点检测装置的框图，如图8所示，焦点检测装置200还包括：

开启模块204，用于在开启激光发射器开始对待测物质进行照射之前，当检测距离达到预设距离时，开启激光发射器开始对待测物质进行照射，检测距离为激光发射器与待测物质之间的距离。或者，当接收到用户触发的开启信号时，开启激光发射器开始对待测物质进行照射。

可选的，任一采集时刻的判定区域图像特征为：在判定区域中指定物质特征所占的百分比，指定物质特征是根据在第一个采集时刻的判定区域图像特征确定的。

可选的，输出提示信息，包括：

当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内时，输出用于告知用户检测距离不在预设距离范围内的提示消息，检测距离为激光发射器与待测物质之间的距离。当第一采集时刻的判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出用于提示用户需要重新对准待测物质的提示消息。

其中，上述各个模块所实现功能的具体说明已经在上述方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。

综上所述，通过在检测装置上设置与激光发射器处于同一平面的摄像装置，能够在进行物质检测时实时地获取激光光点的面积，当光点的面积满足检测条件时，开始获取每个采集时刻对应的拉曼光谱数据、光点面积和判定区域图像特征，并对每个采集时刻获取的上述数据进行实时分析，当任一采集时刻获取的光点面积或判定区域图像特征中任一者不在阈值范围内时，输出用于提示用户重新设置激光发射器的提示消息，能够在进行拉曼检测时及时地发现焦点偏移。

图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备300的框图。如图9所示，该电子设备300可以包括：处理器301，存储器302，多媒体组件303，输入/输出(I/O)接口304，以及通信组件305。

其中，处理器301用于控制该电子设备300的整体操作，以完成上述的物质检测方法中的全部或部分步骤。存储器302用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备300的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备300上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器302可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件303可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器302或通过通信组件305发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口304为处理器301和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件305用于该电子设备300与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件305可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，电子设备300可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的物质检测方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，例如包括程序指令的存储器302，上述程序指令可由电子设备300的处理器301执行以完成上述的物质检测方法。

综上所述，通过在检测装置上设置与激光发射器处于同一平面的摄像装置，能够在进行物质检测时实时地获取激光光点的面积，当光点的面积满足检测条件时，开始获取每个采集时刻对应的拉曼光谱数据、光点面积和判定区域图像特征，并对每个采集时刻获取的上述数据进行实时分析，当任一采集时刻获取的光点面积或判定区域图像特征中任一者不在阈值范围内时，输出用于提示用户重新设置激光发射器的提示消息，能够在进行拉曼检测时及时地发现焦点偏移。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (14)

1.一种用于物质检测的焦点检测方法，应用于检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：摄像装置和激光发射器，且所述激光发射器的焦点位于所述摄像装置的焦平面上，所述方法包括：

依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，所述判定区域图像特征为待测物质图像中位于激光光点周围预设距离内的判定区域中的图像特征；

当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内，或所述第一采集时刻的所述判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户重新设置所述激光发射器；

任一采集时刻的所述判定区域图像特征为：在所述判定区域中指定物质特征所占的百分比，所述指定物质特征是根据在第一个采集时刻的判定区域图像特征确定的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，包括：

在开始利用所述激光发射器对待测物质进行照射后，对所述摄像装置采集的待测物质图像中激光光点的光点面积进行监测；

当监测到所述光点面积在第一阈值范围内时，依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取第二采集时刻的光点面积，以及所述第二采集时刻的所述判定区域图像特征，所述第二采集时刻为输出提示信息之后的任意采集时刻；

当所述第二采集时刻的光点面积在所述第一阈值范围内时，且所述第二采集时刻的所述判定区域图像特征在所述第二阈值范围内时，则在第三采集时刻，根据所述第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据获取拉曼光谱恢复数据，作为所述第三采集时刻的拉曼光谱数据，所述第三采集时刻为所述第二采集时刻的下一时刻。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据获取拉曼光谱恢复数据，作为所述第三采集时刻的拉曼光谱数据，包括：

将拉曼光谱传感器在所述第三采集时刻对应的时间窗口中采集的传感器数据，与所述第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据进行叠加，以得到所述拉曼光谱恢复数据，作为在所述第三采集时刻的拉曼光谱数据。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述开始利用所述激光发射器对待测物质进行照射之前，所述方法还包括：

当检测距离达到预设距离时，开启所述激光发射器开始对所述待测物质进行照射，所述检测距离为所述激光发射器与所述待测物质之间的距离；或者，

当接收到用户触发的开启信号时，开启所述激光发射器开始对所述待测物质进行照射。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出提示信息，包括：

当所述第一采集时刻的光点面积不在所述第一阈值范围内时，输出用于告知用户检测距离不在预设距离范围内的提示消息，所述检测距离为所述激光发射器与所述待测物质之间的距离；

当所述第一采集时刻的所述判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出用于提示用户需要重新对准所述待测物质的提示消息。

7.一种用于物质检测的焦点检测装置，应用于检测装置，其特征在在于，所述检测装置包括：摄像装置和激光发射器，且所述激光发射器的焦点位于所述摄像装置的焦平面上，所述焦点检测装置包括：

数据采集模块，用于依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征，所述判定区域图像特征为待测物质图像中位于激光光点周围预设距离内的判定区域中的图像特征；

判断模块，用于当第一采集时刻的光点面积不在第一阈值范围内，或所述第一采集时刻的所述判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户重新设置所述激光发射器；

任一采集时刻的所述判定区域图像特征为：在所述判定区域中指定物质特征所占的百分比，所述指定物质特征是根据在第一个采集时刻的判定区域图像特征确定的。

8.根据权利要求7所述的焦点检测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：

光点监测子模块，用于在开始利用所述激光发射器对待测物质进行照射后，对所述摄像装置采集的待测物质图像中激光光点的光点面积进行监测；

采集子模块，用于当监测到所述光点面积在第一阈值范围内时，依次获取每个采集时刻的拉曼光谱数据、光点面积以及判定区域图像特征。

9.根据权利要求7或8所述的焦点检测装置，其特征在于，所述数据采集模块，还用于获取第二采集时刻的光点面积，以及所述第二采集时刻的所述判定区域图像特征，所述第二采集时刻为输出提示信息之后的任意采集时刻；

所述焦点检测装置，还包括：

数据恢复模块，用于当所述第二采集时刻的光点面积在所述第一阈值范围内时，且所述第二采集时刻的所述判定区域图像特征在所述第二阈值范围内时，则在第三采集时刻，根据所述第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据获取拉曼光谱恢复数据，作为所述第三采集时刻的拉曼光谱数据，所述第三采集时刻为所述第二采集时刻的下一时刻。

10.根据权利要求9所述的焦点检测装置，其特征在于，所述数据恢复模块，用于将拉曼光谱传感器在所述第三采集时刻对应的时间窗口中采集的传感器数据，与所述第一采集时刻的上一时刻的拉曼光谱数据进行叠加，以得到所述拉曼光谱恢复数据，作为在所述第三采集时刻的拉曼光谱数据。

11.根据权利要求8所述的焦点检测装置，其特征在于，所述焦点检测装置还包括：

开启模块，用于在开始利用所述激光发射器对待测物质进行照射之前，当检测距离达到预设距离时，开启所述激光发射器开始对所述待测物质进行照射，所述检测距离为所述激光发射器与所述待测物质之间的距离；或者，当接收到用户触发的开启信号时，开启所述激光发射器开始对所述待测物质进行照射。

12.根据权利要求7所述的焦点检测装置，其特征在于，所述输出提示信息，包括：

当所述第一采集时刻的光点面积不在所述第一阈值范围内时，输出用于告知用户检测距离不在预设距离范围内的提示消息，所述检测距离为所述激光发射器与所述待测物质之间的距离；

当所述第一采集时刻的所述判定区域图像特征不在第二阈值范围内时，输出用于提示用户需要重新对准所述待测物质的提示消息。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一个或多个程序，所述一个或多个程序用于执行权利要求1至6中任一项所述的方法。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求13中所述的计算机可读存储介质；以及

一个或者多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

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