CN110231925B - 基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统及调节方法，包括人机交互界面和后端处理平台，人机交互界面用于波长、亮度、光源图案三种参数的输入，后端处理平台通过调用系统内部的色度选择、亮度处理和图样处理模块根据输入参数完成屏幕的指定单色光输出。本发明可在可见光范围内输出2563种光波，满足快检设备的单色光源需要，由于采用智能手机输出光源，因此缩小了快检设备的体积，简化了调光操作，便于快检设备的普及。

Description

基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统及调节方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体的说是涉及一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统及调节方法。

背景技术

单色光是一种单一频率(或波长)，且不能产生色散的光。现有单色光源发出的光均为准单色光，即光中包含的频率成分单一，且线宽窄。因具有能量高、稳定性强、单色性好等优点，单色光源自发明以来在通信、医疗诊断、精密仪器制造、高精度测量等诸多领域发挥着不可或缺的作用，尤其在与人民生活息息相关的食药检测领域，有着广阔的发展前景。由于不同的物质会选择性的对特定的波长产生吸收峰，所以在对物质进行成分检测时，需要选用特定波段的光进行照射，这就需要检测光源具有单色可调性。现有市场上可调单色光源如卓立汉光的Omni-λBright 300光纤输出可调单色光源，能以0.2nm精确度在260nm～1000nm波长范围内进行调整。但这些仪器大多存在体型庞大、造价高昂、功能操作繁复等缺陷，不适合应用于快检和实地检测设备中。

因此，如何为快检和实地检测设备提供结构简单、体积小、成本低的可调颜色光谱光源是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统及调节方法，简化色光调节步骤、降低检测设备成本，并且由于智能手机的普及，将调节色光光源集成于智能手机中便于便携快检设备的普及。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统，包括：人机交互界面、后端处理平台和光源输出界面；所述后端处理平台与所述人机交互界面和所述光源输出界面连接通讯；所述人机交互界面接收输入的参数，并传输至所述后端处理平台；所述后端处理平台根据接收的所述参数构建特定图案的单色光，并传输至所述光源输出界面；所述光源输出界面接收所述特定图案的单色光并进行显示。

优选的，在所述的人机交互界面输入的所述波长参数范围为400nm～760nm可见光范围内，在可见光范围内的波长选择性强；所述光源图案参数包括输出图案形状、形状大小、形状数目和形状分布位置；所述图案形状包括所述系统自带基本图像和自定义图像；所述形状大小单位包括cm和mm；所述形状分布位置包括自定义位置和默认位置。因此可以对输出的单色光的图样进行自定义，适用于不同大小和形状的检测口，并且其形状分布位置可进行自定义能够实现输出单色光与检测口的精确对准。

优选的，所述后端处理平台包括色度选择模块、亮度处理模块和图像处理模块；所述色度选择模块接收所述波长参数，根据所述波长参数构建色光，并输出至所述图像处理模块；所述亮度处理模块接收所述亮度参数，根据所述亮度参数调节所述光源输出界面亮度；所述图像处理模块接收所述光源图案参数和所述色光，对所述色光进行调节形成所述特定图案的单色光并传输至所述光源输出界面。

一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源调节方法，

步骤1：获取波长、亮度和光源图案三种参数；

步骤2：根据所述波长参数，进行运算确定RGB三基色配比参数，构建色光；

步骤3：根据所述亮度参数，进行运算调节输出亮度；

步骤4：根据所述光源图案参数对所述色光进行运算调节形成具有特定图案的单色光，根据所述亮度输出所述特定图案的单色光。

优选的，所述RGB三基色配比参数包括α、β和γ，所述RGB三基色配比参数的取值范围为0～255；色光Color(n)中的色坐标n的取值范围为1～2563。

优选的，所述步骤2的具体计算过程如下：

步骤21：定义所述RGB三基色配比参数构成的色光Color(n)＝αR+βG+γB；

步骤22：采集测定所述色光Color(n)峰值波长，经所述峰值波长作为所述色光Color(n)的波长λ，建立所述色光Color(n)和对应所述波长λ的数据库；

步骤23：采用BP神经网络，结合所述数据库数据建立所述波长λ与所述RGB配比参数的关系；

步骤24：将所述波长λ与所述RGB配比参数的关系表示为α＝f₁(λ)，β＝f₂(λ)，γ＝f₃(λ)，根据接收的所述波长参数，计算得到所述α、所述β和所述γ值，输出所述色光。因此在所述人机交互界面输入所述波长λ，根据所述波长λ即可确定所述RGB配比参数，得到特定单色光，简化了单色光调节步骤。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统及调节方法，在智能手机上设置可编程程序实现由人机交互界面、后端处理平台和光源输出界面构成的系统，颜色光谱光源调节方法为，在智能手机的人机交互界面上输入需要的输出光源的波长、亮度和光源图案参数，后端处理平台根据输入的参数值分别进行单色光RGB三基色配比参数的计算、光源输出界面亮度的调节以及输出光源图案、形状大小和位置的调节，使得操作人员能够根据检测需要的单色光要求，智能手机作为光源与检测设备进行结合使用，缩小了快检设备的体型，降低了检测成本，通过智能手机快速输出符合要求的光源配合实现快检和实地检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统示意图；

图2附图为本发明提供的色度选择模块处理过程示意图；

图3附图为本发明提供的采用BP神经网络建立波长与RGB三基色配比参数过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统，包括：人机交互界面、后端处理平台和光源输出界面；后端处理平台与人机交互界面和光源输出界面连接通讯；人机交互界面接收输入的参数，并传输至后端处理平台；后端处理平台平台根据接收的参数构建特定图案的单色光，并传输至光源输出界面；光源输出界面接收特定图案的单色光并进行显示。

为了进一步优化上述技术方案，在的人机交互界面输入的光波参数范围为400nm～760nm可见光范围内；光源图案参数包括输出图案形状、形状大小、形状数目和形状分布位置；图案形状包括系统自带基本图像和自定义图像；形状大小单位包括cm和mm；形状分布位置包括自定义位置和默认位置。

为了进一步优化上述技术方案，后端处理平台包括色度选择模块、亮度处理模块和图像处理模块；色度选择模块接收波长参数，根据波长参数构建色光，并输出至图像处理模块；亮度处理模块接收亮度参数，根据亮度参数调节光源输出界面亮度；图像处理模块接收光源图案参数和色光，对色光进行调节形成特定图案的单色光并传输至光源输出界面。

一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源调节方法，

S1：获取波长、亮度和光源图案三种参数；

S2：根据波长参数，进行运算确定RGB三基色配比参数，构建色光；

S3：根据亮度参数，进行运算调节输出亮度；

S4：根据光源图案参数对色光进行运算调节形成具有特定图案的单色光，根据亮度输出特定图案的单色光。

为了进一步优化上述技术方案，RGB三基色配比参数包括α、β和γ，RGB三基色配比参数的取值范围为0～255；色光Color(n)中的色坐标n的取值范围为1～2563。

为了进一步优化上述技术方案，步骤2的具体计算过程如下：

S21：定义RGB三基色配比参数构成的色光Color(n)＝αR+βG+γB；

S22：采集测定色光Color(n)峰值波长，经峰值波长作为色光Color(n)的波长λ，建立色光Color(n)和对应波长λ的数据库；

S23：采用BP神经网络，结合数据库数据建立波长λ与RGB配比参数的关系；

S24：将波长λ与RGB配比参数的关系表示为α＝f₁(λ)，β＝f₂(λ)，γ＝f₃(λ)，根据接收的波长参数，计算得到α、β和γ值，输出色光。

为了进一步优化上述技术方案，在光源输出界面输出单色光过程中，智能手机屏幕不会自动息屏，待用户自主息屏后将自动退出光源输出界面返回至人机交互界面。

为了进一步优化上述技术方案，S24中根据波长λ计算出的α、β和γ值不为整数时，以波长精确度为步长在数据库中搜索可使RGB配比参数为整数的最近的波长值为输入的波长λ，根据其对应的RGB配比参数输出单色光。

实施例

首先打开APP，用户在人机交互界面输入波长、亮度和光源图案，波长可在400nm～760nm分为内任意选取数值输入；亮度在0～100％之间任意选取数值输入；光源图案选择中图样形状既可使用系统自带基本图像，也可以自定义图像；形状大小单位有cm、mm两种选择，可根据检测孔大小决定输出光源尺寸；形状分布位置可自定义输出光源在输出光源界面屏幕中输出的位置，若没有输入形状分布位置，系统自动在默认位置即在屏幕正中输出单色光光源。

根据输入波长，系统将自动调用色度选择模块中的关系方程α＝f₁(λ)，β＝f₂(λ),γ＝f₃(λ)计算α、β、γ数值，若计算出的RGB配比参数值为整数，可进行下一步操作；若不为整数，系统将自动以数据库中波长精确度1nm为步长，搜索可使RGB配比参数为整数的最近波长值为输入波长(调整输入波长，令配比参数值为整数)，取其对应的RGB配比参数进入下一步操作。

再根据输入亮度值，系统调用亮度处理模块改变手机屏幕亮度即光源输出界面亮度。最后根据选择的图样形状、形状大小、形状数目和形状分布位置，调用图样处理模块在屏幕(光源输出界面)的特定位置输出特定尺寸的指定单色光。并且在单色光输出过程中，屏幕不会自动息屏，如果用户自主息屏，则将自动退出光源输出界面返回人机交互界面。

其中采用BP神经网络建立波长λ与RGB配比参数的关系的计算过程如图3所示，主要分为两个阶段，第一阶段是信号的前向传播，从光谱波长数值输入层经过隐含层，最后到达色坐标输出层；第二阶段是误差的反向传播，从输出层到隐含层，最后到输入层，依次调节隐含层到输出层的权重和偏置，输入层到隐含层的权重和偏置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源系统，其特征在于，包括：人机交互界面、后端处理平台和光源输出界面；所述后端处理平台与所述人机交互界面和所述光源输出界面连接通讯；所述人机交互界面接收输入的参数，并传输至所述后端处理平台；所述后端处理平台根据接收的所述参数构建特定图案的单色光，并传输至所述光源输出界面；所述光源输出界面接收所述特定图案的单色光并进行显示；

在所述人机交互界面输入的所述参数包括波长、亮度和光源图案；所述波长参数范围为400nm～760nm可见光范围内；所述光源图案参数包括输出图案形状、形状大小、形状数目和形状分布位置；所述图案形状包括所述系统自带基本图像和自定义图像；所述形状分布位置包括自定义位置和默认位置；

所述后端处理平台包括色度选择模块、亮度处理模块和图像处理模块；所述色度选择模块接收所述波长参数，根据所述波长参数构建色光，并输出至所述图像处理模块；所述亮度处理模块接收所述亮度参数，根据所述亮度参数调节所述光源输出界面亮度；所述图像处理模块接收所述光源图案参数和所述色光，对所述色光进行调节形成所述特定图案的单色光并传输至所述光源输出界面；建立所述色光和对应所述波长的数据库；

RGB三基色配比参数包括α、β和γ，根据输入波长，系统将自动调用色度选择模块中的关系方程α＝f₁(λ)，β＝f₂(λ),γ＝f₃(λ)计算α、β、γ数值，若计算出的RGB三基色 配比参数值为整数，进行下一步操作；若不为整数，系统将自动以数据库中波长精确度1nm为步长，搜索使RGB三基色 配比参数为整数的最近波长值为输入波长，取其对应的RGB三基色 配比参数进入下一步操作；

根据输入亮度值，调用亮度处理模块改变手机屏幕亮度；根据选择图样形状、形状大小、形状数据和形状分布位置，调用图样处理模块在光源输出界面的特定位置输出特定尺寸的指定单色光，根据检测孔大小决定输出光源尺寸，形状分布位置自定义输出光源在输出光源界面屏幕中输出的位置，若没有输入形状分布位置，系统自动在默认位置，在屏幕正中输出单色光光源。

2.一种基于智能手机的可编程颜色光谱光源调节方法，其特征在于，

步骤1：获取波长、亮度和光源图案三种参数；

步骤2：根据所述波长参数，进行运算确定RGB三基色配比参数，构建色光；所述RGB三基色配比参数包括α、β和γ；

步骤21：定义所述RGB三基色配比参数构成的色光Color(n)＝αR+βG+γB；

步骤22：采集测定所述色光Color(n)峰值波长，将所述峰值波长作为所述色光Color(n)的波长λ，建立所述色光Color(n)和对应所述波长λ的数据库；

步骤23：采用BP神经网络，结合所述数据库数据建立所述波长λ与所述RGB三基色 配比参数的关系；采用BP神经网络建立λ与RGB三基色 配比参数的关系，分为两个阶段，第一阶段是信号的前向传播，从光谱波长数值输入层经过隐含层，最后到达色坐标输出层；第二阶段是误差的反向传播，从输出层到隐含层，最后到输入层，依次调节隐含层到输出层的权重和偏置，输入层到隐含层的权重和偏置；

步骤24：将所述波长λ与所述RGB三基色 配比参数的关系表示为α＝f1(λ)，β＝f2(λ)，γ＝f3(λ)，根据接收的所述波长参数，计算得到所述α、所述β和所述γ值，构建所述色光，并输出至图样处理模块；

根据所述波长λ计算出的所述α、所述β和所述γ值不为整数时，以波长精确度为步长在所述数据库中搜索可使所述RGB三基色 配比参数为整数的最近所述波长值为输入的所述波长λ，根据对应的所述RGB三基色 配比参数构建所述色光；

步骤3：根据所述亮度参数，进行运算调节输出亮度；

步骤4：根据所述光源图案参数对所述色光进行运算调节形成具有特定图案的单色光，根据所述亮度输出所述特定图案的单色光。

3.根据权利要求2所述的基于智能手机的可编程颜色光谱光源调节方法，其特征在于，所述RGB三基色配比参数的取值范围为0～255；色光Color(n)中的色坐标n的取值范围为1～2563。

4.根据权利要求2所述的基于智能手机的可编程颜色光谱光源调节方法，其特征在于，光源输出界面输出光源过程中，所述智能手机屏幕不会自动息屏，当自主息屏后将自动退出所述光源输出界面返回至人机交互界面。

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