CN116929548A - 光谱芯片的工作方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光谱芯片的工作方法，所述光谱芯片的工作方法包括：获取数据库，其中，所述数据库包括至少两类特征数据；通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据；以及，基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式。所述光谱芯片的工作方法能够根据实际情况选择对应的工作模式，有选择地控制所述光谱芯片的工作区域，使得所述光谱芯片在特定应用场景中仅部分结构处于工作状态，通过这样的方式，降低所述光谱芯片的功耗，提高所述光谱芯片的工作效率。

Description

光谱芯片的工作方法

技术领域

本申请涉及光谱技术领域，更为具体地说，涉及一种光谱芯片的工作方法。

背景技术

光与物质发生相互作用，如吸收、散射、荧光、拉曼等，会产生特定光谱，而每种物质的光谱，都是独一无二的。因此，光谱信息可以说是万物的“指纹”。光谱仪能够直接检测物质的光谱信息，得到被测目标的存在状况与物质成分，是材料表征、化学分析等领域重要的测试仪器之一。光谱仪还能够基于图像传感器获取光强信息，进而获取物质材料、场景信息等。

如何合理利用光谱信息和光强信息，提高整体性能，成为需要解决的问题。

发明内容

本申请的一个优势在于提供了一种光谱芯片的工作方法，其中，所述光谱芯片的工作方法能够根据实际情况选择对应的工作模式。

本申请的另一个优势在于提供了一种光谱芯片的工作方法，其中，所述光谱芯片的工作方法能够有选择地控制所述光谱芯片的工作区域，使得所述光谱芯片在特定应用场景中仅部分结构处于工作状态，通过这样的方式，降低所述光谱芯片的功耗，提高所述光谱芯片的工作效率。

为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，根据本申请的一个方面，本申请实施例提供了一种光谱芯片的工作方法，其包括：

获取数据库，其中，所述数据库包括至少两类特征数据；

通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据；以及

基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，所述数据库包括第一特征数据、第二特征数据和第三特征数据，基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式，包括：响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作；响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作；以及，响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，所述光谱芯片具有调制区域和非调制区域，响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作，包括：响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息；响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作，包括：响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的图像信息；响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作，包括：响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的调制区和非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息和图像信息。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据，包括：通过所述光谱芯片的部分调制区域获取所述待识别对象的第一识别数据，其中，所述第一识别数据为所述待识别对象的基础光谱数据。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域中所述结构单元的数量大于用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域中所述结构单元的数量。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域为所述光谱芯片的全部调制区域。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域为所述光谱芯片的所述调制区域中用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域之外的调制区域中的至少部分区域。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据，包括：通过所述光谱芯片的部分调制区域获取所述待识别对象的第一识别数据，其中，所述第一识别数据为所述待识别对象的基础光谱数据。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，所述光谱芯片的调制区域包括多个结构单元，其中，用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域中所述结构单元的数量大于或等于4。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，所述光谱芯片的工作方法进一步包括：响应于在通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据的过程中，所述第一识别数据发生变化，则判定所述待识别对象发生变化；以及基于变化后的待识别对象的第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定对应于变化后的待识别对象的所述光谱芯片的工作模式。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，获取数据库，包括：获取多个所述待识别对象的特征数据；对多个所述待识别对象的特征数据进行分类，以获得至少两类特征数据；以及，设定分别与所述两类特征数据对应的所述光谱芯片的工作模式。

在根据本申请所述的光谱芯片的工作方法中，获取数据库，包括：导入与多个所述待识别对象对应的特征数据。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本申请各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

图1图示了根据本申请实施例的光谱芯片的示意框图。

图2A图示了根据本申请实施例的光谱芯片的一个示例的示意图。

图2B图示了根据本申请实施例的光谱芯片的另一个示例的示意图。

图2C图示了根据本申请实施例的光谱芯片的又一个示例的示意图。

图3图示了根据本申请实施例的光谱芯片的侧视图示意图。

图4图示了根据本申请实施例的光谱芯片的工作方法的流程示意图。

图5图示了根据本申请实施例的光谱芯片的工作方法的一个示例的流程示意图。

图6图示了根据本申请实施例的光谱芯片的工作方法的另一个示例的流程示意图。

图7图示了根据本申请实施例的光谱芯片的工作方法的又一个示例的流程示意图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

示意性光谱芯片

随着计算机技术的发展，最近几年出现了一种新的光谱仪类型：计算重建型光谱仪，其通过计算来近似甚至重构入射光的光谱。计算重构型光谱仪可以相对较佳地解决因小型化而导致检测性能下降的问题。

在计算重构型光谱装置(包含光谱仪)中，光谱芯片是核心部件，本申请提供一种光谱芯片。具体地，图1图示了根据本申请实施例的光谱芯片的示意图。如图1所示，本申请中，应用于计算重构型光谱装置的光谱芯片包括图像传感器12和位于所述图像传感器12的感测路径上的光调制层11，其中，所述光调制层11用于对入射光进行宽谱调制以得到调制后的光信号，所述图像传感器12包括多个物理像素121，用于接收所调制后的光信号，对所述调制后的光信号进行处理以得到被测目标的原始光谱信息，其中，所述图像传感器12可以是CMOS图像传感器12(CIS)、CCD、阵列光探测器等。所述光谱芯片还可以包括一信号处理单元13，用以对图像传感器12接收的信号进行处理。

更具体地，所述光调制层11包括以特定样式排布的多个结构单元60，所述结构单元60可按照一定周期排列，亦可以根据需求进行无规则排列。进一步，每一结构单元60包括至少一微纳结构61，所述微纳结构61可以实施为孔、柱、线等结构。

进一步，对所述光谱芯片的工作原理进行解释，所述图像传感器12测得光谱响应后，传入所述信号处理单元13进行恢复计算，该过程具体如下：

将入射光在不同波长λ下的强度信号记为x(λ)，所述光调制层11的透射谱曲线记为T(λ)，所述光谱芯片具有m组的结构单元60，每一组结构单元60的透射谱互不相同，整体来讲，所述光调制层11的投射谱曲线可记为Ti(λ)(i＝1,2,3,…,m)。每一个结构单元60下方都有相应的物理像素121，探测经过所述光调制层11调制的光强信息bi。在本申请的特定实施例中，以一个物理像素121对应一个结构单元60为例进行说明。但是，本申请实施例不限定于此，在其它实施例中，也可以是多个物理像素121为一组对应于一个结构单元60。相应地，在根据本申请实施例的光谱芯片中，一个结构单元60和与其对应的至少一物理像素121构成一单元像素，至少一单元像素构成一“光谱像素”(可以理解为多个结构单元60和对应的图像传感器12构成光谱像素)。需要注意的是，所述光调制层11的有效的透射谱(用以光谱恢复的透射谱，叫做有效的透射谱)Ti(λ)的数量与结构单元60的数量可以不一致，所述光调制层11的有效的透射谱根据识别或恢复的需求人为地按照一定规则去设置、测试或计算获得(例如上述每个结构单元60通过测试出来的透射谱就为有效的透射谱)，因此，所述光调制层11的有效透射谱的数量可以比结构单元60数量少，甚至也可能比结构单元60数量多。该变形实施例中，某一个所述透射谱曲线并不一定是一个结构单元60所决定。进一步，本申请可以用至少一个光谱像素去恢复光谱。

入射光的频谱分布和图像传感器12的测量值之间的关系可以由下式表示：

bi＝∫x(λ)*Ti(λ)*R(λ)dλ

bi＝Σ(x(λ)*Ti(λ)*R(λ))

其中，R(λ)为图像传感器12的响应，记为：

Ai(λ)＝Ti(λ)*R(λ)

则上式可以扩展为矩阵形式：

其中，b_i(i＝1,2,3,…,m)是待测光透过光调制层11后图像传感器12的响应，分别对应m个结构单元60对应的图像传感器12的光强测量值，当一个物理像素121对应一个结构单元60时，可以理解为m个“物理像素121”对应的光强测量值，其是一个长度为m的向量。A(可以理解为透射谱曲线)是系统对于不同波长的光响应，由光所述调制层的透过率和图像传感器12的量子效率两个因素决定。A是矩阵，每一个行向量对应一个结构单元60对不同波长入射光的响应，这里，对入射光进行离散、均匀地采样，共有n个采样点。A的列数与入射光的采样点数相同。这里，x(λ)即是入射光在不同波长λ的光强，也就是待测量的入射光光谱。

在上述实现方式的基础上，将光谱像素进行阵列化处理，则可以实现快照式的光谱成像设备的光谱成像功能。

虽然光谱信息可以通过算法转化输出图像信息(RGB图像或黑白图像)，但是由于光谱信息包含较多的光信息，通过算法进行转化增加了算力负担，同时会降低工作效率；一定程度上，对多通道的光谱信息转化为三通道或单通道的图像信息输出也会造成信息的浪费。因此，本申请提出了一种光谱芯片，所述光谱芯片的所述光调制层11包括调制区域111和非调制区域112，所述调制区域111设置有至少一结构单元60，对入射光进行宽谱调制获得光谱信息；而非调制区域112则不设置本申请对应的结构单元60，对入射光不进行宽谱调制，可以获得光强信息；所述非调制区域112虽然不设置结构单元60，但是可以设置微透镜阵列、彩色滤光片阵列(Color Filter Array，CFA)、凸透镜、准直镜等可以对入射光进行调整(例如，整束、滤光等)。如图2A至图2C所示，所述结构单元60可以对应于所述图像传感器12的中心区域、可以对应于所述图像传感器12的四角和/或四周，亦可以间隔设置，或根据需求进行其他方式的设置等。图3为图2A对应的侧视图，所述光谱芯片还可以包括位于光调制层11和图像传感器12之间的介质层14，所述介质层14具有平整的上表面，从而便于光调制层11形成。

示意性光谱芯片的工作方法

上述光谱芯片可被应用于识别系统，利用其获得的光谱信息和/或图像信息对待识别对象进行识别。

需要说明的是，在实际应用场景中，不同的场景、物质对应的识别方式不同，例如，可以利用光谱信息去做识别，可以利用图像信息结合算法进行识别，亦或需要两者(光谱信息和图像信息)结合去实现识别等。但是考虑到图像传感器的物理像素一般较多，例如200M的图像传感器，就要200万个物理像素，若所有的物理像素都保持工作状态，会使得功耗较大，对应的产生过多的数据亦会增加处理负担，降低整体图像传感器的工作效率，例如，现有的图像传感器基本上都是每列共用一个读出单元ADC(模数转换器)，一般需要每列都输出数据。

基于效率和功耗考虑，本发明进一步提供一种上述光谱芯片的工作方法，可根据不同的应用场景选择不同的工作模式，有选择地控制所述光谱芯片的工作区域，使得所述光谱芯片在特定应用场景中仅部分结构处于工作状态，以降低所述光谱芯片的功耗，提高所述光谱芯片的工作效率。

具体地，如图4所示，所述光谱芯片的工作方法包括：S110，获取数据库，其中，所述数据库包括至少两类特征数据；S120，通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据；以及，S130，基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式。

在步骤S110中，获取数据库。具体地，如图5所示，可根据实际需求(或实际应用场景)建立数据库。首先，获取多个待识别对象的特征数据，并对待识别对象和/或待识别对象的特征数据进行分类，例如，将待识别对象分为第一类待识别对象、第二类待识别对象和第三类待识别对象，将待识别对象的特征数据分为第一特征数据、第二特征数据和第三特征数据。所述第一类识别对象或所述第一类特征数据需要利用光谱信息进行识别区分，所述第二类识别对象或所述第二类特征数据需要利用图像信息进行识别区分，所述第三类识别对象或所述第三类特征数据需要利用光谱信息和图像信息相结合进行识别区分。

进一步地，可设定对应于各类待识别对象或者各类待识别特征的工作模式，例如，设定所述第一类识别对象或者第一类特征数据对应于第一工作模式，需要通过光谱信息对所述待识别对象进行进一步识别，第二类识别对象或者第二类特征数据对应于第二工作模式，需要通过图像信息对所述待识别对象进行进一步识别，所述第三类识别对象或者第三类特征数据对应于第三工作模式，需要通过光谱信息和图像信息对待识别对象进行进一步识别。

相应地，在本申请实施例的一些实施方式中，步骤S110包括：获取多个所述待识别对象的特征数据；对多个所述待识别对象的特征数据进行分类，以获得至少两类特征数据；以及，设定分别与所述至少两类特征数据对应的所述光谱芯片的工作模式。

应可以理解，可以在光谱设备首次使用之前，对应用场景进行扫描，以收集对应的待识别物的信息或构建对应的应用场景的模型，再进行分类，确定工作模式。亦可以，是人为导入可能存在的待识别物的信息，并进行分类，确定工作模式；还可以是云端数据导入。

相应地，在本申请的一些实施方式中，步骤S110包括：导入与多个所述待识别对象对应的特征数据。

在步骤S120中，通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据。具体地，可利用光谱芯片的部分调制区域去获取基础光谱信息或基础图像信息，利用光谱信息或图像信息判断待识别对象属于哪一类型待识别对象或者特征数据，再启动对应的工作模式。也就是，可控制所述光谱芯片的部分结构(例如，部分调制区域、部分物理像素)处于工作状态，获得所述基础光谱信息或者所述基础图像信息，并以所述基础光谱信息或者所述基础图像信息作为第一识别数据来判断待识别对象或者特征数据的类别，通过这样的方式降低功耗。

相应地，步骤S120包括：通过所述光谱芯片的部分调制区域获取所述待识别对象的第一识别数据，其中，所述第一识别数据为所述待识别对象的基础光谱数据。

优选地，本申请利用光谱芯片的部分调制区域进行工作获取待识别对象的基础光谱信息，利用基础光谱信息初步识别待识别对象对应的待识别对象的类型。由于光与物质发生相互作用，如吸收、散射、荧光、拉曼等，会产生特定光谱，而每种物质的光谱，都是独一无二的，因此，可以利用光谱信息确定对应物质属于哪类待识别对象。

进一步，部分调制区域用于获取基础光谱信息，需要该基础光谱信息可以有效识别对应的待识别对象，才可以了解该待识别对象属于何种待识别物类型。为了保证所获取的光谱信息足够判断所述待识别对象的类别，对于该部分调制区域(用于获取基础光谱信息的调制区域)，优选地，且结构单元的数目大于或等于4，例如2*2个结构单元用以获取待识别物的基础光谱信息。也就是，用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域中所述结构单元的数量大于或等于4。所述部分调制区域不宜过小，过小无法有效识别待识别物，但也不宜过大，过大有可能导致功耗高，或数据冗余造成效率低。

在通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据(即，基础光谱信息或基础图像信息)后，可基于所述第一识别数据确定所述待识别对象的类别，进而确定所述光谱芯片的工作模式。

相应地，在步骤S130中，基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式。具体地，基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定待识别对象的类型，进而确定所述光谱芯片的工作模式。如图6所示，在本申请实施例中，所述光谱芯片可在第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式之间切换。

具体地，所述数据库包括第一特征数据、第二特征数据和第三特征数据。当所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述待识别对象属于第一类待识别对象，进而确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作。当所述第一识别数据与第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述待识别对象属于第二类待识别对象，进而确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作。当所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述待识别对象属于第三类待识别对象，进而确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作。

相应地，步骤S130包括：响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作；响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作；以及，响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作。

更具体地，当所述光谱芯片以第一工作模式进行工作时，通过所述光谱芯片的调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息。也就是，当所述光谱芯片以第一工作模式进行工作时，通过光谱信息对所述待识别对象进行进一步识别。当所述光谱芯片以第二工作模式进行工作时，通过所述光谱芯片的非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的图像信息。也就是，当所述光谱芯片以第二工作模式进行工作时，通过图像信息对所述待识别对象进行进一步识别。当所述光谱芯片以第三工作模式进行工作时，通过所述光谱芯片的调制区和非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息和图像信息。也就是，当所述光谱芯片以第三工作模式进行工作时，通过光谱信息和图像信息对所述待识别对象进行进一步识别。

例如，在识别待识别对象的过程中，除了识别出物质特性(制成材料特点)之外，还需要识别区分对应物质的其他特征，例如，物质的长度、厚度、外观、面积等特征，此类特征是光谱信息无法获得的，因此，需要利用图像信息进行识别，即，第二类待识别对象或者第三类待识别对象可能是需要识别待识别对象的长度、厚度、面积、外观等特征。相应地，可控制所述光谱芯片在第二工作模式下或者在第三工作模式下工作，获取所述待识别对象的图像信息。

相应地，所述光谱芯片具有调制区域和非调制区域，响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作，包括：响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息。响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作，包括：响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的图像信息。响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作，包括：响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的调制区和非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息和图像信息。

当通过所述基础光谱信息识别出所述待识别对象属于第一类待识别对象时，需要通过光谱信息对所述待识别对象进行进一步识别区分，这时，可使用光谱芯片的完整的调制区域获取对应的光谱信息，并将该光谱信息作为第二识别数据。优选地，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域中所述结构单元的数量大于用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域中所述结构单元的数量，以获得较完整的光谱信息。

值得一提的是，用于获取第一识别数据的部分调制区域可以单独用于获取基础光谱信息，亦可以在需要利用光谱信息对待识别对象进行进一步识别的工作模式(即，第一工作模式)下，与其他调制区域一同工作获取光谱信息。需要说明的是，所述部分调制区域可以是属于在获取基础光谱信息后用于获取光谱信息的调制区域的一部分，亦可以单独设置于所述光调制层，专门用于获取基础光谱信息，即，与在获取基础光谱信息后获取光谱信息的调制区域相互独立设置。

相应地，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域为所述光谱芯片的所述调制区域中用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域之外的调制区域中的至少部分区域，或者，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域为所述光谱芯片的全部调制区域。

值得一提的是，在所述光谱芯片持续工作情况下，本申请所述的光谱芯片的部分调制区域可以持续获取待识别对象的第一识别数据(例如，基础光谱信息)，使得所述光谱芯片进入对应工作模式，若第一识别数据(例如，基础光谱信息)发生变动，则判定所述待识别对象发生变化需要根据变动后的第一识别数据(例如，基础光谱信息)判断与之对应的待识别对象的类型，进而判断是否切换工作模式。当变动后的第一识别数据(例如，基础光谱信息)对应的待识别对象的类型不同于变动前的第一识别数据(例如，基础光谱信息)对应的待识别对象的类型，需切换工作模式；当变动后的第一识别数据(例如，基础光谱信息)对应的待识别对象的类型与变动前的第一识别数据(例如，基础光谱信息)对应的待识别对象的类型相同时，则保持第一识别数据(例如，基础光谱信息)变动前所述光谱芯片的工作模式。

相应地，所述光谱芯片的工作方法进一步包括：S140，响应于在通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据的过程中，所述第一识别数据发生变化，则判定所述待识别对象发生变化；以及，S150，基于变化后的待识别对象的第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定对应于变化后的待识别对象的所述光谱芯片的工作模式。

具体举例说明，首先，在通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据的过程中，所述第一识别数据发生变化，变化前的待识别对象为第一识别对象，变化后的待识别对象为第二识别对象，所述第一识别对象的第一识别数据和第二识别对象的第一识别数据不同。接着，基于所述第二待识别对象的第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定与所述第二待识别对象对应的所述光谱芯片的工作模式。如果所述第二待识别对象对应的所述光谱芯片的工作模式与所述第一待识别对象对应的所述光谱芯片的工作模式不同，将所述光谱芯片的工作模式从所述第一待识别对象对应的工作模式切换至所述第二待识别对象对应的工作模式，其中，所述第一识别对象对应的所述光谱芯片的工作模式可在所述第一识别数据变化前基于所述第一待识别对象的第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度来确定；如果所述第二待识别对象对应的所述光谱芯片的工作模式与所述第一待识别对象对应的所述光谱芯片的工作模式相同，将所述光谱芯片的工作模式维持在所述第一待识别对象对应的工作模式。

例如，如图7所示，基于所述光谱芯片的内窥镜，由于内窥镜工作场景相对来讲比较固定，因此，可以选择人为将需要待识别物的信息导入，并根据对应的信息确定待识别物类型以及设定工作模式；当所述内窥镜开始工作，所述光谱芯片上电，所述光谱芯片的部分调制区域持续工作，收集基础光谱信息，基于基础光谱信息进行待识别物类型识别，并进入对应的工作模式；若，基础光谱信息发生变动，例如，基础光谱信息的强度发生变动，基于基础光谱信息进行待识别物类别识别，判断是否切换工作模式。例如，内窥镜工作过程中发现肿瘤，则所述基础光谱信息会发生变动，可以为强度变动等，此时，基于基础光谱信息进行识别类别识别，发现该肿瘤为第三类待识别物，需要对肿瘤性质和对应范围进行判断，则可以进入第三工作模式，即所述光谱芯片的调制区域和非调制区域共同工作，获得对应的光谱信息和图像信息，光谱信息用以判断肿瘤性质(类型)，图像信息获取对应区域的图像用以判断肿瘤大小、范围等特征；需要注意的是，基础光谱信息由于只用了部分调制区域的物理像素其对应的光谱信息量少，无法做到精确的、丰富的光谱信息，但是其功耗低、效率高，而进入第三工作模式时，则优选是整个调制区域进行工作，收集光谱信息。又例如，发现异物，此时基础光谱信息会发生变动，通过基础光谱信息待识别物本身性质不需要精确了解，但是需要知道对应的异物尺寸之类的，可以切换进入第二工作模式，即所述光谱芯片的非调制区域进行工作，获取图像信息；需要注意的是，此时，所述部分调制区域应持续工作，收集基础光谱信息。

综上所述，所述光谱芯片的工作方法被阐明，所述光谱芯片的工作方法能够根据实际情况选择对应的工作模式，有选择地控制所述光谱芯片的工作区域，使得所述光谱芯片在特定应用场景中仅部分结构处于工作状态，通过这样的方式，降低所述光谱芯片的功耗，提高所述光谱芯片的工作效率。

结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (12)

1.一种光谱芯片的工作方法，其特征在于，包括：

获取数据库，其中，所述数据库包括至少两类特征数据；

通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据；以及

基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式。

2.根据权利要求1所述的光谱芯片的工作方法，其中，所述数据库包括第一特征数据、第二特征数据和第三特征数据，基于所述第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定所述光谱芯片的工作模式，包括：

响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作；

响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作；以及

响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作。

3.根据权利要求2所述的光谱芯片的工作方法，其中，所述光谱芯片具有调制区域和非调制区域，响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第一工作模式进行工作，包括：

响应于所述第一识别数据与所述第一特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息；

响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第二工作模式进行工作，包括：

响应于所述第一识别数据与所述第二特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的图像信息；

响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，确定所述光谱芯片以第三工作模式进行工作，包括：

响应于所述第一识别数据与所述第三特征数据的至少部分数据相匹配，通过所述光谱芯片的调制区和非调制区域获取所述待识别对象的第二识别数据，其中，所述第二识别数据包括所述待识别对象的光谱信息和图像信息。

4.根据权利要求3所述的光谱芯片的工作方法，其中，通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据，包括：通过所述光谱芯片的部分调制区域获取所述待识别对象的第一识别数据，其中，所述第一识别数据为所述待识别对象的基础光谱数据。

5.根据权利要求4所述的光谱芯片的工作方法，其中，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域中所述结构单元的数量大于用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域中所述结构单元的数量。

6.根据权利要求5所述的光谱芯片的工作方法，其中，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域为所述光谱芯片的全部调制区域。

7.根据权利要求4所述的光谱芯片的工作方法，其中，用于获取所述待识别对象的第二识别数据的调制区域为所述光谱芯片的所述调制区域中用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域之外的调制区域中的至少部分区域。

8.根据权利要求1所述的光谱芯片的工作方法，其中，通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据，包括：通过所述光谱芯片的部分调制区域获取所述待识别对象的第一识别数据，其中，所述第一识别数据为所述待识别对象的基础光谱数据。

9.根据权利要求8所述的光谱芯片的工作方法，其中，所述光谱芯片的调制区域包括多个结构单元，其中，用于获取所述待识别对象的第一识别数据的所述部分调制区域中所述结构单元的数量大于或等于4。

10.根据权利要求1所述的光谱芯片的工作方法，进一步包括：响应于在通过所述光谱芯片获取待识别对象的第一识别数据的过程中，所述第一识别数据发生变化，则判定所述待识别对象发生变化；以及

基于变化后的待识别对象的第一识别数据分别与所述至少两类特征数据之间的匹配度，确定对应于变化后的待识别对象的所述光谱芯片的工作模式。

11.根据权利要求1所述的光谱芯片的工作方法，其中，获取数据库，包括：

获取多个所述待识别对象的特征数据；

对多个所述待识别对象的特征数据进行分类，以获得至少两类特征数据；以及

设定分别与所述两类特征数据对应的所述光谱芯片的工作模式。

12.根据权利要求1所述的光谱芯片的工作方法，其中，获取数据库，包括：

导入与多个所述待识别对象对应的特征数据。