具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)是近十年迅速发展起来的一种成像技术,它利用弱相干光干涉仪的基本原理,检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号,通过扫描,可得到生物组织二维或三维结构图像。
目前,光学相干层析成像主要包括时域光学相干层析成像和频域光学相干层析成像。时域光学相干层析成像是第一代OCT,其探测光谱的方式是通过移动参考臂的反射镜的同时检测光强的方式得到样品的深度信息。而频域光学相干层析成像则是利用高速光谱仪间接探测样品反射光与参考光的干涉光谱,经傅立叶变换得到样品的深度信息。频域光学相干层析成像在采集速度及信噪比上都优于时域光学相干层析成像,是目前光学相干层析成像中的主流,具有高速、高分辨率、无创、非接触式测量等优点。
具体的,如图1所示,目前频域OCT成像系统可以包括光源110、光纤耦合器120、样品臂130、参考臂140、光纤隔离器150、信号采集设备(光谱仪)160、信号处理设备(计算机)170和样品台180。
光纤隔离器150设置于光源110与光纤耦合器120之间的光路上,用于将光源110的初始光引入至光纤耦合器120中,并且避免光源110被干涉光干扰。光纤耦合器120将光源110发射的初始光分束,得到参考光和样品光。样品光经过样品臂130入射至放置于样品台180上的待测样品200,并由待测样品200反射,得到样品反射光。参考光由参考准直透镜141将发散的参考光转变为平行光。平行光传输至参考平面镜142,并被参考平面镜142反射形成参考反射光。参考反射光沿着参考光的光路返回至光纤耦合器120,并与样品反射光在光纤耦合器120中发生干涉,得到干涉光。信号采集设备(光谱仪)160用于探测该干涉光,得到干涉信号,并将干涉信号传输给信号处理设备(计算机)170进行处理,从而得到待测样品200的结构图像。
然而,采用频域光学相干层析成像对待测样品进行检测时,由于待测样品每隔一段时间才会更新一次,而光源110不断发射,光谱仪160一直不停采集数据,导致采集到的数据中存在大量不包含待测样品的光谱信息的背景图像数据。使得计算机170在对光谱仪160采集到的光谱数据进行处理时,会因处理无用的背景图像数据浪费大量的计算资源和存储空间,并且,若光谱仪160的采集速度较快,则计算机170可能来不及处理数据,会进一步带来丢帧卡顿等问题。
基于此,本申请实施例提供一种信号处理方法、装置、终端和计算机可读存储介质,可以节省计算资源和存储空间,同时,可以避免光谱仪的采集速度较快时,出现丢帧卡顿的问题。
如图2示出了本申请实施例提供的一种信号处理方法的实现流程示意图,该方法可以应用于上述图1所示的频域OCT成像系统,并由频域OCT成像系统上配置的信号处理装置执行,适用于需节省计算资源和存储空间的情形。所述信号处理方法可以包括步骤201至步骤202。
步骤201,判断频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号。
在实际应用中,当待测样品为需要不断更换的样品时,光谱仪采集干涉信号的频率一般大于待测样品的更换频率,因此,光谱仪采集到的干涉信号有可能是未放置待测样品时采集到的干涉信号(背景图像数据)。
例如,上述待测样品为药丸生产线上待检测的药丸时,由于待检测的药丸是间隔出现的,而频域OCT成像系统的光源源源地不断发射,光谱仪不停地采集干涉信号,导致光谱仪采集到的干涉信号中会包含未放置药丸时采集到的干涉信号,这些未放置药丸时采集到的干涉信号是冗余数据。
因此,可以通过判断频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号,对未放置待测样品时采集到的干涉信号进行删除。
步骤202,若干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号,则删除干涉信号。
本申请实施例中,当光谱仪采集到的干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号时,表示光谱仪采集的数据为不包含待测样品的光谱信息的背景图像数据,因此,可以删除该干涉信号,使得所述频域OCT成像系统需要处理的干涉信号不包含未放置待测样品时采集到的干涉信号,而是只包含放置有待测样品时采集到的干涉信号,实现了在对光谱数据进行处理时,无需处理无用的背景图像数据,节省了计算机的计算资源和存储空间;并且,在光谱仪的采集速度较快时,也不会因计算机来不及处理数据,出现丢帧卡顿的问题。
本申请的一些实施方式中,当光谱仪采集到的干涉信号为放置有待测样品时采集到的干涉信号时,表示光谱仪采集的数据为包含待测样品的光谱信息的数据,因此,需要保留该干涉信号,以便对所述干涉信号进行图像生成处理,得到所述待测样品的结构图像,从而实现样品检测的功能。
在本申请的一些实施方式中,上述判断频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号的过程中,可以通过比较信号的信号强度的方式进行判断,具体的,如图3所示,上述信号处理方法可以包括步骤301至步骤304。
步骤301,获取频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号,以及频域OCT成像系统的参考信号。
其中,频域OCT成像系统的参考信号是指在未放置待测样品时采集到的干涉信号。
步骤302,获取所述干涉信号减去所述参考信号得到的差值信号;
步骤303,若所述差值信号的最大信号强度值小于预设强度阈值,则确定所述干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号。
如图4和图5分别示出了在实验室环境下,光谱仪在未放置待测样品时采集到的干涉信号得到的光谱图像,以及在放置有待测样品时采集到的干涉信号得到的光谱图像。
由于利用光谱仪采集到的干涉信号无法直接用于判断干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号,因此,需要先将光谱仪采集到的干涉信号减去参考信号得到的差值信号,使得当干涉信号为未放置待测样品时采集得到的情况下,差值信号仅包括噪声信号;当干涉信号为放置有待测样品时采集得到的情况下,差值信号仅包括噪声信号以及样品反射信号和参考反射信号之间的干涉信号。
如图6和图7分别示出了在实验室环境下,光谱仪将在未放置待测样品时采集到的干涉信号减去参考信号后得到的光谱图像,以及将放置有待测样品时采集到的干涉信号减去参考信号后得到的光谱图像。
图8和图9分别示出了在实验室环境下,光谱仪将未放置待测样品时采集到的干涉信号减去参考信号后得到的差值信号,以及将放置有待测样品时采集到的干涉信号减去参考信号后得到的差值信号,可以看出,将放置有待测样品时采集到的干涉信号减去参考信号后得到的差值信号的最大信号强度值远大于在未放置待测样品时采集到的干涉信号减去参考信号后得到的差值信号的最大信号强度值。因此,在得到差值信号之后,可以通过设置强度阈值的方式,判断频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号。
具体的,若所述差值信号的最大信号强度值小于预设强度阈值,则可以确定所述干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号,当所述差值信号的最大信号强度值大于或等于上述预设强度阈值,则可以确定所述干涉信号为放置有待测样品时采集到的干涉信号。其中,该预设强度阈值可以根据实践经验得到,或者通过在不同应用场景下进行实验得到。
本申请实施例中,通过获取所述干涉信号减去所述参考信号得到的差值信号,判断频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号,并在频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号时,删除该干涉信号,使得所述频域OCT成像系统需要处理的干涉信号不包含未放置待测样品时采集到的干涉信号,而是只包含放置有待测样品时采集到的干涉信号,实现了在对光谱数据进行处理时,无需处理无用的背景图像数据,节省了计算机的计算资源和存储空间;并且,在光谱仪的采集速度较快时,也不会因计算机来不及处理数据,出现丢帧卡顿的问题。
在本申请的一些实施方式中,上述判断频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号的过程中,还可以通过获取检测传感器的检测信号的方式进行判断,具体的,如图10所示,上述信号处理方法还可以包括步骤1001至步骤1003。
步骤1001,获取频域OCT成像系统的光谱仪采集干涉信号时物品检测传感器的检测信号。
其中,上述物品检测传感器可以为图11中示出的设置于样品台的重量传感器1101,也可以为图12中示出的设置于样品台的红外传感器1201,或者其他可以检测样品台上是否放置了待测样品的物品检测传感器。
步骤1002,根据检测信号判断所述干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号。
具体地,可以通过将放置有待测样品时获取的检测信号与未放置有待测样品时获取的检测信号进行比较的方式,判断所述干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号,此处不再赘述。
步骤1003,若干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号,则删除干涉信号。
本申请实施例中,通过根据物品检测传感器的检测信号判断干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号;若所述干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号,则删除所述干涉信号,使得所述频域OCT成像系统需要处理的干涉信号不包含未放置待测样品时采集到的干涉信号,而是只包含放置有待测样品时采集到的干涉信号,实现了在对光谱数据进行处理时,无需处理无用的背景图像数据,节省了计算机的计算资源和存储空间;并且,在光谱仪的采集速度较快时,也不会因计算机来不及处理数据,出现丢帧卡顿的问题。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为根据本申请,某些步骤可以采用其它顺序进行。
如图13所示为本申请实施例提供配置于频域OCT成像系统的一种信号处理装置1300的结构示意图,所述信号处理装置1300可以包括:判断单元1301和删除单元1302。
判断单元1301,用于判断所述频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号;
删除单元1302,用于若所述干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号,则删除所述干涉信号。
在本申请的一些实施方式中,所述判断单元1301,还具体用于:
获取所述频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号,以及所述频域OCT成像系统的参考信号;
获取所述干涉信号减去所述参考信号得到的差值信号;
若所述差值信号的最大信号强度值小于预设强度阈值,则确定所述干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号。
在本申请的一些实施方式中,所述判断单元1301,还具体用于:
获取所述频域OCT成像系统的光谱仪采集所述干涉信号时所述物品检测传感器的检测信号;
根据所述检测信号判断所述干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号。
需要说明的是,为描述的方便和简洁,上述描述的信号处理装置1300的具体工作过程,可以参考图1至图12所述方法的对应过程,在此不再赘述。
如图14所示,为本申请实施例提供的一种终端的示意图。该终端14可以包括:处理器140、存储器141以及存储在所述存储器141中并可在所述处理器140上运行的计算机程序142,例如信号处理程序。所述处理器140执行所述计算机程序142时实现上述各个信号处理方法实施例中的步骤,例如图2所示的步骤201至202。或者,所述处理器140执行所述计算机程序142时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图13所示单元1301至1302的功能。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器141中,并由所述处理器140执行,以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端中的执行过程。例如,所述计算机程序可以被分割成判断单元和删除单元,各单元具体功能如下:判断单元,用于判断所述频域OCT成像系统的光谱仪采集到的干涉信号是否为未放置待测样品时采集到的干涉信号;删除单元,用于若所述干涉信号为未放置待测样品时采集到的干涉信号,则删除所述干涉信号。
所述终端可以是智能手机等移动终端,或者是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端可包括,但不仅限于,处理器140、存储器141。本领域技术人员可以理解,图14仅仅是终端的示例,并不构成对终端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器140可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器141可以是所述终端的内部存储单元,例如终端的硬盘或内存。所述存储器141也可以是所述终端的外部存储设备,例如所述终端上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器141还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器141用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器141还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。