【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过光谱测量来获得关于至少一个对象的至少一项对象信息的方法。进一步地，本专利技术涉及一种用于通过光谱测量来获得关于至少一个对象的至少一项对象信息的系统，并且涉及一种包括用于执行该方法的指令的计算机程序和计算机可读存储介质。该方法和设备可以特别地用于获取该对象的化学信息、具体地是关于化学组成的信息，并且特别地可以用于分析不均匀对象。
技术介绍
1、光谱方法广泛用于研究、工业和客户应用中，以实现比如光学分析和/或质量控制等多种应用。例如，可以在食品生产和质量控制、农业、制药、医疗应用、生命科学等领域找到用例。有多种方法(比如光度测定法、吸收测定法、荧光测定法和拉曼光谱测定法)可用，以实现定性和/或定量样本分析。这些方法通常包括通过使用至少一个光谱仪设备来获取对象(也称为样本)的光谱数据，该光谱仪设备可以特别地包括至少一个波长选择元件和至少一个检测器设备。
2、us2019/0033210 a1披露了一种可以对植物材料进行鉴定的系统和方法。一种用于对植物材料进行资格鉴定的系统可以包括：检查区；支撑台，该支撑台被配置为支撑检查区中的植物材料；至少一个相机，该至少一个相机被配置为获取检查区中的植物材料的至少一个图像；至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为接收并分析相机图像以识别包含具有活性组分的特定植物结构的关注区域；以及至少一个光谱仪，该至少一个光谱仪被配置为获取检查区中的植物材料的光谱测量值。该至少一个处理器可以进一步被配置为促进在相机图像中识别的特定植物结构的光谱测量，并且能够基于在相机图像中识别的特
3、us2018/172510 a1描述了一种用于分析厨房器具内的食物以进行以下各项中的一项或多项的系统：识别食品、确定食品的营养信息和/或监测食品的准备状态。该系统可以包括光谱仪装置，该光谱仪装置与厨房器具(比如烤箱)集成在一起或者与厨房器具间隔开。该系统可以包括耦合到该装置的光谱仪模块和照射模块的复合抛物面聚光器或聚光透镜。该系统可以包括耦合到光谱仪模块和照射模块中的每一个的相应复合抛物面聚光器或聚光透镜，以在近距离处分析食品。
4、us2016/150213 a1提供了一种用于使用一个或多个传感器的方法和系统，该一个或多个传感器被配置为捕获一个或多个对象的二维和/或三维图像数据。特别地，该方法和系统将一个或多个数字传感器与可见光照射和近红外照射相结合来捕获一个或多个对象的可见和非可见范围的光谱图像数据。所捕获的光谱图像数据可以用于对一个或多个对象进行分离和识别。附加地，三维图像数据可以用于确定一个或多个对象中的每个对象的体积。可以单独地或组合地使用一个或多个对象的识别数据和体积数据以获得关于对象的特性。该方法和系统使得用户能够捕获一个或多个对象的图像并获得关于该一个或多个对象中的每个对象的相关特性或信息。
5、us2019/026586 a1披露了一种便携式完整分析解决方案，该解决方案集成了计算机视觉、光谱分析和人工智能，以针对关注对象提供自适应的实时信息和建议。该解决方案具有三个主要的关键部件：(1)具备相机功能的移动设备，用于捕获对象的图像，随后进行快速计算机视觉分析以提取特征和关键元素；(2)便携式无线光谱仪，用于获得对象的关注区的光谱信息，随后将数据(来自所有内置传感器的数据)传输到移动设备和云；以及(3)复杂的基于云的人工智能模型，该模型用于对来自图像的特征和来自光谱分析的化学信息进行编码，以解码关注对象。完整的解决方案提供了快速、准确和实时的分析，从而允许用户获得关于关注对象的清晰信息以及基于该信息的个性化推荐。
6、可以特别地应用光谱学方法(比如近红外(nir)光谱法)和化学计量学方法来获得样本的化学组成。特别地，这种样本可能是不均匀样本，其化学组成可能在很大程度上取决于样本内的确切位置。不均匀样本的示例可以包括食品，例如水果和/或蔬菜。
7、在不均匀样本中，可能会出现光谱测量的具体挑战。这些测量可以包括测量不均匀样本的若干个单独光斑以获得样本的平均化学组成。可替代地，在单独测量的整合期间可以使样本移动(例如，旋转)。虽然这两种方法都能收集到更多的样本全局参数，但它们通常会降低测量的准确性，因为求平均过程可能会导致关于化学组成的空间变化的信息丢失。
8、因此，尽管近年来在光谱样本分析领域、特别是在确定化学样本组成方面取得了进展，但仍存在若干挑战。具体地，期望的是允许通过考虑对象的可能局部变化和不均匀性来获得对象的准确光谱数据的装置和方法。
9、要解决的问题
10、因此，期望提供解决光谱样本分析领域中的上述技术挑战的装置和方法。具体地，应当提供允许通过考虑对象的可能局部变化和不均匀性来获得对象的准确光谱数据的装置和方法。
技术实现思路
1、该问题通过具有独立权利要求的特征的一种通过光谱测量来获得关于至少一个对象的至少一项对象信息的方法、一种用于通过光谱测量来获得关于至少一个对象的至少一项对象信息的系统、一种计算机程序和一种计算机可读存储介质来解决。从属权利要求以及整个说明书中列出了可以以独立方式或任何任意组合方式实现的有利实施例。
2、如本文所使用的，术语“具有”、“包括(comprise)”或“包括(include)”或其任何任意语法变型以非排他性方式使用。因此，这些术语既可以指的是除了这些术语引入的特征之外，在该上下文中描述的实体中不存在另外特征的情况，又可以指的是存在一个或多个另外特征的情况。作为示例，表述“a具有b”、“a包括b”和“a包括b”既可以指的是除b之外，a中不存在其他要素的情况(即，a仅且单独地由b组成的情况)，又可以指的是除了b之外，实体a中还存在一个或多个另外要素(比如要素c、要素c和d或者甚至另外要素)的情况。
3、进一步地，应当注意，术语“至少一个”、“一个或多个”、或指示特征或要素可能出现一次或不止一次的类似表述典型地仅在引入相应的特征或要素时使用一次。在大多数情况下，当提及相应特征或要素时，不重复表述“至少一个”或“一个或多个”，虽然相应的特征或要素可能出现一次或不止一次。
4、进一步地，如本文所使用的，术语“优选地”、“更优选地”、“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似术语与可选特征结合使用，而不限制替代性的可能性。因此，这些术语引入的特征是可选特征并且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。正如技术人员将认识到的，本专利技术可以通过使用替代性特征来执行。类似地，由“在本专利技术的实施例中”或类似表述引入的特征旨在是可选特征，而不对本专利技术的替代性实施例有任何限制，不对本专利技术的范围有任何限制，并且不对以这种方式引入的特征与本专利技术的其他可选或非可选特征组合的可能性有任何限制。
5、在本专利技术的第一方面，披露了一种通过光谱测量来获得关于至少一个对象的至少一项对象信息的方法。该方法包括以下方法步骤，具体地，这些步骤可以以给定的顺序执行。然而，不同的顺序也本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通过光谱测量来获得关于至少一个对象(112)的至少一项对象信息(110)的方法，该方法包括：
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该至少一项图像信息(128)包括以下各项中的至少一项：
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该至少一项图像信息(128)包括从步骤ii.中的图像数据中得到的至少一个图像(128)，其中，重复执行步骤i.和ii.，其中，步骤iii.中的至少一项对象信息(110)包括通过步骤i.的这些重复而得到的光谱对象信息(167)与通过步骤ii.的这些重复而得到的关于该场景(124)内的空间测量范围(118)的至少一项空间信息(168)的组合，其中，该方法包括在该图像(128)中指示该空间信息(168)和该光谱对象信息(167)中的至少一项。
4.根据前一项权利要求所述的方法，其中，在步骤i.和ii.的这些重复之间，该场景(124)、该视场(126)和该对象(112)中的至少一个被修改。
5.根据前述两项权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法生成该场景(124)的至少一个图像(128)，该至
6.根据前述三项权利要求中任一项所述的方法，其中，从步骤ii.中的图像数据中得到的图像(128)是从步骤ii.的这些重复的图像数据中得到的图像(128)，具体地是从步骤ii.的这些重复的图像数据中得到的图像(128)中的组合图像(128)和所选图像(128)中的至少一个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该至少一项图像信息(128)包括关于该至少一个对象(112)的至少一项识别信息，其中，该方法包括将至少一种识别算法应用于该至少一项图像信息(128)以从该至少一项图像信息(128)中得到该至少一项识别信息。
8.根据前一项权利要求所述的方法，其中，步骤iii.包括将至少一种光谱评估算法应用于步骤i.中的光谱数据(114)，其中，该光谱评估算法是根据该识别信息、具体地是根据该至少一个对象(112)的类型来选择的。
9.根据前一项权利要求所述的方法，其中，该方法包括为不同的识别信息、具体地为不同类型的对象(112)提供多种光谱评估算法。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括提供关于该至少一个对象(112)的至少一项对象信息(110)，具体地经由显示设备以光学方式提供关于该至少一个对象(112)的至少一项对象信息(110)。
11.一种用于通过光谱测量来获得关于至少一个对象(112)的至少一项对象信息(110)的系统(178)，该系统包括：
12.根据前述涉及系统(178)的权利要求中任一项所述的系统(178)，其中，该光谱仪设备(116)和该成像设备(120)具有相对于彼此的已知取向、具体地是固定取向。
13.根据前述涉及系统(178)的权利要求中任一项所述的系统(178)，进一步包括至少一个显示设备，该至少一个显示设备被配置用于提供关于该至少一个对象(112)的至少一项对象信息(110)。
14.一种计算机程序，该计算机程序包括指令，在由根据前述涉及系统(178)的权利要求中任一项所述的系统(178)的控制单元执行该程序时，这些指令使该系统(178)执行根据前述涉及方法的权利要求中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，在由根据前述涉及系统(178)的权利要求中任一项所述的系统(178)的控制单元执行该程序时，这些指令使该系统(178)执行根据前述涉及方法的权利要求中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种通过光谱测量来获得关于至少一个对象(112)的至少一项对象信息(110)的方法，该方法包括：
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该至少一项图像信息(128)包括以下各项中的至少一项：
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该至少一项图像信息(128)包括从步骤ii.中的图像数据中得到的至少一个图像(128)，其中，重复执行步骤i.和ii.，其中，步骤iii.中的至少一项对象信息(110)包括通过步骤i.的这些重复而得到的光谱对象信息(167)与通过步骤ii.的这些重复而得到的关于该场景(124)内的空间测量范围(118)的至少一项空间信息(168)的组合，其中，该方法包括在该图像(128)中指示该空间信息(168)和该光谱对象信息(167)中的至少一项。
4.根据前一项权利要求所述的方法，其中，在步骤i.和ii.的这些重复之间，该场景(124)、该视场(126)和该对象(112)中的至少一个被修改。
5.根据前述两项权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法生成该场景(124)的至少一个图像(128)，该至少一个图像具有至少两项光谱对象信息(167)以及针对每项光谱对象信息(167)关于该图像(128)内的空间测量范围(118)的对应空间信息(168)。
6.根据前述三项权利要求中任一项所述的方法，其中，从步骤ii.中的图像数据中得到的图像(128)是从步骤ii.的这些重复的图像数据中得到的图像(128)，具体地是从步骤ii.的这些重复的图像数据中得到的图像(128)中的组合图像(128)和所选图像(128)中的至少一个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该至少一项图像信息(128)包括关于该至少一个对象(112)的至少一项识别信息，其中，该方法包括将至少一种识别算法应用于该至少一项图像信息(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·汉克，F·普罗埃尔，
申请(专利权)人：特里纳米克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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