技术领域

[0001] 本专利涉及光学分析仪器中的光谱仪操作， 是一种便于操作并具有照像和录像 功能的光谱仪人机交互界面的设计概念； 更具体的说涉及一种具有照像功能的 光谱显示方法及系统。

背景技术

[0002] 常规的光谱仪操作软件,如美国海洋光学公司 （Ocean Optics Inc.) 生产的

USB2000-FLG型光纤光谱仪虽然有测量和显示光� ��曲线和光谱数据的功能， 但 并没有提供给操作者照相或录像功能； 如图 1所示。 这对于在测量光谱吋，需要 记录所测量样品、 装置或实验过程等使用要求是很不方便的。

技术问题

[0003] 本专利要解决的技术问题之一是进行光谱测量 吋， 无照像记录测量的不方便。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为解决上述技术问题， 本专利在光谱仪的常规功能外,增加照像记录� �能； 将 光谱测量结果与照相所记录的有关测量内容一 并做为一个文件被显示、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印。 该照像记录也可以单独做为一个文件被显示 、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印。

[0005] 本专利要解决的技术问题之二是进行光谱测量 吋， 无录像记录测量的不方便。

[0006] 为解决上述技术问题， 本专利在光谱仪的常规功能外,增加录像记录� �能； 将 光谱测量结果与录像所记录的有关测量内容一 并做为一个文件被显示、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印。 该录像记录也可以单独做为一个文件被显示 、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印。

[0007] 本专利要解决的技术问题之三是光谱仪没有添 加、 记录和比较已保存的有

[0008] 关照片功能的不便。

[0009] 为解决上述技术问题， 本专利在光谱仪的常规功能外,增加载入已保� �有关照 片或图片功能； 将光谱测量结果与栽入已保存的有关照片或图 片一并做为一个 文件被显示、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印。

[0010] 本专利要解决的技术问题之四是光谱仪没有添 加、 记录和比较已保存的有关录 像功能的不便。

[0011] 为解决上述技术问题， 本专利在光谱仪的常规功能外,增加调入已保� �的有关 录像功能； 将光谱测量结果与调入已保存的录像一并做为 一个文件被显示、 保 存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印。

发明的有益效果

有益效果

[0012] (一） 在本专利中， 可以方便地进行光谱测量与照像记录；

[0013] (二） 在本专利中， 可以方便地进行光谱测量与录像记录；

[0014] (三） 在本专利中，可以方便地调入已保存的有关照 片或图片， 以便进行光谱 的测量、 记录和比较；

[0015] (四） 在本专利中，可以方便地调入已保存的有关录 像， 以便进行光谱的测量 、 记录和比较。

对附图的简要说明

附图说明

[0016] 图 1是海洋光学公司的一款光谱仪所用的软件；

[0017] 图 2是本发明本发明一种具有照像功能的光谱显� �方法的流程图；

[0018] 图 3是本发明一种具有照像功能的光谱显示系统� �原理框图；

[0019] 图 4是本发明一种实施例中的光谱仪与拍摄设备� � 上位机的硬件系统示意图；

[0020] 图 5是本发明一种实施例中的具有照像 /录像功能光谱仪界面的示意图；

[0021] 图 6是本发明的一种具体应用实施例中上位机软� �界面的示意图；

[0022] 图 7是本发明一种实施例中具有照像功能的光谱� �示系统的系统架构图；

[0023] 图 8是本发明一种实施例中的操作流程图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式 [0024] 下面结合附图对本发明作进一步的详述。

[0025] 如图 2所示， 本发明是一种具有照像功能的光谱显示方法， 包括：

[0026] 步骤 S201 , 采集光谱数据以及样品测量装置的图像数据， 样品测量装置包括样 品。 具体的， 光谱数据由光谱仪进行采集， 而样品测量装置的图像信息由拍摄 设备 （例如照相机、 录像机） 进行采集， 采集后的数据传输至上位机。

[0027] 步骤 S202， 控制显示光谱数据以及样品测量装置的图像数 据。 在接收到光谱仪 以及拍摄设备发来的光谱数据和图像数据后， 上位机实吋显示光谱数据和样品 测量装置的图像数据。 上位机在显示光谱数据吋， 具体为显示根据光谱数据生 成的光谱曲线、 光色谱图以及光谱数据列表。 该光谱曲线、 光色谱图以及光谱 数据列表在后文中进行详细说明。

[0028] 步骤 S203 , 根据对样品测量装置进行拍照或录制的控制命 令记录样品测量装置 的图像数据， 图像数据包括对样品测量装置进行拍照产生的 照片数据或对样品 测量装置进行录制产生的录制视频数据。 具体的， 上位机根据用户的操作 （例 如点击拍照或视频录制按钮） 生成相应的拍照或录制的控制命令， 并根据控制 命令记录样品测量装置的图像信息或者录制视 频数据。

[0029] 步骤 S204， 将光谱数据与图像数据关联后放入实验图存放 窗口 (即图像记录模 块中)进行査看、 对比或编辑等操作,亦可通过控制命令载入已� �存的具有关联关 系的图像数据和光谱数据进行査看、 对比或编辑等操作。

[0030] 步骤 S205 , 上位机根据用户操作可将具有关联关系的光谱 数据和图像数据作为 一个记录文件进行保存， 该记录文件可以被显示、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印； 也可根据用户操作将图像数据单独作为一个记 录文件进行保存， 该记录文件也可以被显示、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印； 另外， 已 保存的记录文件中的图像数据与当前样品测量 装置所对应的光谱数据关联后， 即关联关系改变吋将作为一个新的记录文件保 存。

[0031] 从而本发明能够对光谱测量的相关样品测量装 置进行记录， 并且可以方便的査 阅。

[0032] 优选的是， 本发明还可采集光谱测量环境信息和 /或用户输入的文字记录信息， 并将光谱测量环境信息和 /或用户输入的文字记录信息与光谱数据、 图像数据关 联后作为一个记录文件进行保存。 光谱测量环境信息包括操作者信息、 样品信 息以及样品测量装置信息。 从而用户能够针对光谱测量的相关信息和数据 进行 文字备忘， 填入需要记录的信息进行保存， 同吋可以记录测量光谱吋所用的样 品和有关测量设备等。

[0033] 在步骤 S205中， 在接收到对记录文件进行査看、 对比或编辑的控制命令吋， 将记录文件对应图像数据或视频数据进行显示 的步骤还包括： 停止实吋显示当 前采集的图像数据和 /或暂停对样品测量装置的视频录制。 也即用户在对当前样 品测量装置进行记录吋， 或需要査看与之前的测量记录进行对比吋， 上位机停 止对当前样品测量装置的显示或录制， 并显示以前的记录文件中的图像数据 （ 照片或录制视频） ； 在用户査看、 对比或编辑完毕吋， 可操作上位机再显示当 前样品测量装置的图像或者恢复视频录制。 从而避免在图像录制过程中， 错误 地将之前的样品测量装置进行了记录， 避免造成记录文件中的光谱数据与样品 测量装置的图像数据不对应的情况。

[0034] 另外， 在本发明中， 也可将已保存的记录文件中的图像数据与当前 样品测量装 置对应的光谱数据关联后作为一个新的记录文 件保存;也即， 用户在记录过程中 ， 可以从之前已保存的记录文件中调出图像数据 与当前样品测量装置的光谱数 据进行关联作为一个新纪录文件保存。

[0035] 在本发明-一种具有照像功能的光谱显示方法� �系统中， 可在一个显示界面中 显示测量的光谱数据和样品测量装置的图像， 也可以显示之前保存的记录文件 。 具体的， 本发明光谱数据的显示方法还包括： 控制显示光谱曲线窗口、 记录 输入窗口、 实验图窗口； 记录输入窗口包括图像显示窗口以及文字输入 窗口；

[0036] 实验图窗口包括实验图操作命令窗口以及实验 图存放窗口； 将采集的或已记录 文件中的光谱数据显示至光谱曲线窗口； 将采集的样品测量装置的图像数据或 者从记录文件中调出的图像数据显示至图像显 示窗口， 或者从上位机获取的其 它图像数据显示至所述图像显示窗口； 将所述具有关联关系的光谱数据和图像 数据作为缓存显示至所述实验图存放窗口，将 已保存的记录文件、 采集的样品测 量装置的图像数据或者其它图像数据显示至所 述实验图存放窗口。 其中， 其它 图像数据是指来自于非本发明中拍摄系统所得 照片数据或视频数据， 例如来自 于上位机中的其它图片文件或摄像文件。

[0037] 如图 3所示， 本发明-一种具有照像功能的光谱显示方法及� �统 300包括采集 模块 310、 显示模块 320、 图像数据记录模块 330和文件存储模块 340。

[0038] 采集模块 310， 用于采集光谱数据以及样品测量装置 （包括样品） 的图像数据

[0039] 显示模块 320， 用于控制显示光谱数据以及样品测量装置的图 像数据。 显示模 块 320还用于在接收到对记录文件进行査看、 对比或编辑的控制命令吋， 从记 录文件中载入图像数据进行显示。

[0040] 视频模块 330， 控制拍摄设备将拍摄的图像实吋显示于记录输 入窗口上部分， 根据对样品测量装置进行拍照或录制的控制命 令记录样品测量装置的图像数据

， 图像数据包括对样品测量装置进行拍照产生的 照片数据或对样品测量装置进 行录制产生的录制视频数据。

[0041] 图像数据记录模块 340， 将当前具有关联关系的光谱数据和图像数据放 入实验 图存放窗口以便进行相应的操作， 还用于对已保存的记录文件进行载入操作，获 取关联的光谱数据和图像数据以便进行相应的 操作；

[0042] 文件存储模块 350， 用于将关联后的所述图像数据与所述光谱数据 作为一个记 录文件保存， 以及将拍照产生的照片数据或录制产生的视频 数据单独作为一个 记录文件保存。

[0043] 在本发明中， 采集模块 310还用于采集光谱测量环境信息和 /或用户输入的文字 记录信息,光谱测量环境信息包括操作者信息� � 样品信息以及样品测量装置信息 ； 文件存储模块 340还用于将光谱测量环境信息和 /或用户输入的文字记录信息 与光谱数据、 图像数据关联后作为一个记录文件进行保存。

[0044] 在本发明中， 显示模块 320还用于在接收到对记录文件进行査看、 对比或编辑 的控制命令吋， 停止实吋显示当前采集的图像数据； 图像数据记录模块 330还用 于在接收到对记录文件进行査看、 对比或编辑的控制命令吋暂停对样品测量装 置的拍照或图像录制。

[0045] 在本发明中， 文件存储模块 340还用于将已保存的记录文件中的图像数据与 当 前样品测量装置对应的光谱数据关联后作为一 个新的记录文件保存。 [0046] 在本发明中， 显示模块 320还用于控制显示光谱曲线窗口、 记录输入窗口、 实 验图窗口；记录输入窗口包括图像显示窗口以 及文字输入窗口；实验图窗口包括 实验图操作命令窗口以及实验图存放窗口。 显示模块 320还用于将采集的光谱数 据显示至光谱曲线窗口； 显示模块 320还用于将采集的样品测量装置的图像数 据或者从记录文件中调出的图像数据显示至图 像显示窗口， 或者将从上位机获 取的其它的图像数据显示至所述图像显示窗口 ； 显示模块 320还用于将所述具有 关联关系的光谱数据和图像数据作为缓存显示 至实验图存放窗口，将已保存的记 录文件、 采集的样品测量装置的图像数据或者从上位机 获取的其它的图像数据 显示至所述实验图存放窗口。 其中， 其它图像数据是指来自于非本发明中拍摄 系统所得照片数据或视频数据， 例如来自于上位机中的其它图片文件或摄像文 件。

[0047] 图 4是本发明一种实施例中的光谱仪与拍摄设备� � 上位机的硬件系统示意图。

该硬件系统 400

包括上位机 401、 光谱仪 402、 有关样品测量装置 （包括样品） 403和拍摄设备 404。 上位机 401通过同一个人机软件界面控制光谱仪 402和拍摄设备 404， 光谱 仪 402用于测量光谱， 拍摄设备 404用于记录样品测量装置 403等， 该样品测量 装置 403包括测量样品等。

[0048] 如图 5是本发明一种实施例中的具有照像 /录像功能光谱仪界面的示意图；

[0049] 5是人机软件界面, 6是光谱曲线窗口， 7是光谱曲线， 8是光色谱图 (即用颜色标 记相应的光,即对于可见光采用常规的可见光� �谱,对于波长小于 380nm的紫外谱 用黑色表示,对于波长大于 780nm的近红外用白色表示)， 9是记录输入窗口， 10 是记录输入窗口上部分 （即照像记录部分） ，11是记录输入窗口下部分 （即文字 记录部分） ，12是实验图窗口，13实验图操作命令窗口， 14实验图存放窗口。 计 算机 1的人机软件界面 5控制光谱仪 2测量光谱并得到光谱曲线 7， 为了记录测量 光谱吋所用的样品测量装置和样品或其它有关 设备等,操作者可通过照像机将样 品测量装置图像实吋显示于记录输入窗口上部 分 10， 如需要操作者可以将此图 像拍照并将此照片静止显示于记录输入窗口上 部分 10。

[0050] 同吋， 可在记录输入窗口下部分 11做相应的文字记录。 记录输入窗口上部分 10 中的照片与记录输入窗口下部分 11的有关文字记录构成一体的信息记录。 本发 明将光谱测量结果与照像所记录的有关测量内 容一并做为一个文件处理， 如显 示、 保存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印等。 操作者可以将记录输入窗口上 部分 10中所拍照片或图像录像按先后顺序存放在光� ��曲线窗口 6的下方实验图存 放窗口 14， 操作实验图操作命令窗口 13中的有关命令可以对这些图像进行査看 或比较等操作。

[0051] 图 6是本发明的一种具体应用实施例中上位机软� �界面的示意图。 15是光谱仪 设置窗口。 实验图窗口 12与显示光谱仪设置窗口 15是可以相互切换， 操作实验 图操作命令窗口 13的有关命令可对实验图存放窗口 14进行相关操作。

[0052] 图 7是本发明一种实施例中具有照像功能的光谱� �示系统的系统架构图。 18是 控制模块， 19是数据采集模块， 20是光谱曲线显示模块， 21

是列表显示模块， 22是记录输入模块, 23是光谱测量系统 （包括用于光谱测试 的光谱仪、 样品样品测量装置或其它的附件或设备等） ，24是视频模块， 25是 图像记录模块。

[0053] 控制模块 18控制数据采集模块 19、 光谱曲线显示模块 20、 列表显示模块 21以 实现相应的操作。 数据采集模块 19通过控制光谱测量系统 23， 更具体地说即通 过上位机、 光谱仪的电路、 光学系统和多元光电探测器采集原始光谱数据 并将 此数据存储于上位机内， 供光谱曲线显示模块 20和列表显示模块 21调用。 光 谱曲线显示模块 20显示光谱曲线 7及其所对应的全部光谱数据,该模块还包括用 于与光谱曲线 7做直观对比的光色谱图 8;光谱曲线显示模块 20所显示的内容与 光谱测量系统 23中的样品测量装置 (包括样品)和测试内容有关联关系， 即所测的 光谱曲线 7， 包括光谱曲线窗口 6中相应的设置与信息与所拍摄图像是一一相� � 对应的； 此关联关系可以通过数字编码标记,即将同样� �数字标记在光谱曲线窗 口 6和所拍摄图像上做为同一个文件的标记。 列表显示模块 21以列表的方式显 示光谱曲线 7所对应的全部光谱数据， 具有打幵与关闭选择功能。

[0054] 列表显示模块 21所显示的内容与光谱测量系统 23中的样品测量装置 (包括样品) 和测试内容也有关联对应关系。 记录输入模块 22在光谱曲线窗口 6上提供记录 输入窗口 9,该记录输入窗口 9与光谱曲线窗口 5合起来做为一个文件被显示、 保 存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印等； 也可以单独做为一个文件被显示、 保 存、 编辑、 打幵、 调用、 拷贝和打印等。 记录输入模块 22是一个独立的模块， 不受控制模块 18的操纵， 在此模块可以完成记录输入窗口 9

的操作。 视频模块 24控制拍摄设备将拍摄的图像实吋显示于记录� ��入窗口上部 分 10; 并可以根据需要将此实吋图像拍照或录像。 图像记录模块 25将显示于记 录输入窗口上部分中所拍照或图像录像按先后 顺序存放在光谱曲线窗口 6的下方 实验图窗口 12， 操作实验图操作命令窗口 13中的命令可以对这些图像进行査看 或比较等操作。 此外， 操纵此模块可以在记录输入窗口上部分 10打幵已保存的 照片、 录像或其它的图片。

[0055] 图 8是本发明一种实施例中的操作流程图。 50是 GUI操纵界面, 51是采集的原始 光谱数据库 (数据缓存) ,52是原始光谱数据的选择区域, 53是光谱曲线显示, 54是 数据列表显示 ,55是勾选， 56是査找， 57是选定数据, 58是光谱曲线测量, 59是打 幵 /关闭拍摄设备， 60是检査拍摄设备, 61是捕获图像, 62是图像数据流， 63是拍照 , 64是录像, 65是显示， 66是存储 ,67是存储设备, 68是预览， 69是选择文件, 70 是图像添加记录, 71是图像关联, 72是査看。 打幵发明软件上位机显示 GUI操纵 界面 50， 在完成一系列的设置后,点击采集原始光谱数� �的按键， 控制模块 18控 制数据采集模块 19完成原始光谱数据库（数据缓存）的采集并� ��此数据存储于上 位机内形成原始光谱数据库 51 ; 此后判断选择区域 52的是否存在,如果选择为否 则直接进行光谱曲线显示 53的操作以及数据列表显示 54的操作； 有关数据列表 显示 54的操作还受勾选 55的控制,即通过勾选 55控制显示或关闭数据列表； 如果 判断选择区域 52为存在则进行査找 56原始光谱数据库 51获取含有选定数据 57的 原始数据库 51之后,将会启动加载选择框， 游标和标尺， 操作者可以根据需要 操作光谱曲线测量 58,即操作游标和标尺以测量某一段光谱曲线的 数据,如峰值 或半宽等， 并在光谱曲线显示 53、 数据列表显示 54和光谱仪设置窗口 15上刷新 显示。

[0056] 打幵 /关闭拍摄设备 59用于打幵或关闭拍摄设备，以便为操作者直� ��准确地记录 与所测光谱有关的样品和其它设备等信息， 操作检査拍摄设备 60以检査其是否 连接正常， 如正常则操作捕获图像 61以捕获有关拍摄图像的实吋图像数据流 62, 同吋操作显示 65将此图像数据流 62实吋地显示在信息记录输入窗口上部分 10。 如做拍照记录则可操作拍照 63， 再操作存储 66

将所拍摄的照片存储到存储设备 67。 此拍照可以在测量光谱吋或测量光谱前后 进行。 同理,如做录像记录则可操作录像 64， 再操作存储 66将所录的图象存储到 存储设备 67。

[0057] 此录像可以在测量光谱吋或测量光谱前后进行 。

[0058] 此外,可操作图像添加记录 70将图像关联 71所标记的照片或录像与光谱曲线 7 按先后顺序存放在光谱曲线窗口 6的下方实验图存放窗口

14。 再通过操作査看 72， 操作实验图操作命令窗口 13中的命令可以对这些图像 进行査看、 比较或编辑等操作。

[0059] 最后， 为便于査看或比较已保存的照片或录像或其它 图片， 操作预览 68和选择 文件 69， 可以从存储设备 67中打幵已保存的照片或录像或其它图片， 并操作显 示 65将打幵的照片或录像或其它图片显示于信息� ��入窗口上部分 10。 当操作显 示 65显示已保存的照片或录像或其它图片吋,捕获 图像 61暂停。 反之， 当无需 显示已保存的照片或录像或其它图片吋， 可操作捕获图 61继续捕获有关图像显 示 65。

[0060] 当然， 本发明还可有其它多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情况下 ， 熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各 种相应的改变和变形， 但说明 书 9这些相应的改变和变形都应属于本发明所附� �权利要求的保护范围。