测量装置和成像控制方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的测量装置包括：发光单元，被配置为向流体发射光；光接收单元，被配置为通过多个像素使用电子雪崩现象对入射光执行光电转换以获得光接收信号；以及控制单元，被配置为基于光接收信号执行检测流体中的对象的处理并且在检测到对象的条件下执行对象的成像操作。像操作。像操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量装置和成像控制方法


[0001]本技术涉及测量装置和测量装置的成像控制方法的
，该测量装置和成像控制方法用于例如基于所捕获的图像来测量包含在流体中的目标对象，诸如包含在水中的浮游生物。

技术介绍

[0002]常规地，在水中的微生物测量中，采用了检查陆地上的样本的方法，该样本是通过水收集器针对每个水深收集的。因此，花费时间和精力并且缺乏即时性。
[0003]因此，例如，如以下专利文献1中，存在一种通过将配备有自动识别功能的微生物测量装置安装在自主水下交通工具(AUV)或水下无人机上来解决该问题的技术。
[0004]然而，在专利文献1的方法中，在样本通过流动池之后，无论样本中是否存在微生物，都进行成像和识别。因此，存在需要大的功耗来进行成像的问题。
[0005]由于探索性船舶的空间和待安装的电池的容量是有限的，测量装置需要尽可能小并且以节能方式操作。
[0006]下面的专利文献2公开了通过在发射诸如激光等预定光时检测由微生物激发的弱光来检测样本中微生物的存在与否，并且在由微生物的检测触发的定时对样本进行成像。根据专利文献2的方法，不需要始终进行测量用的成像，而不管样本中有无微生物，并且能够实现节能。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本专利申请公开号2016
‑
95259
[0010]专利文献2：US2017
‑
82530A

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的问题
[0012]但是，在专利文献2的方法中，通过1个(1个像素)使用光电倍增管作为检测微生物有无的光接收传感器，响应于以1个像素检测来自微生物的返回光进行成像。具体地，响应于以单个像素中检测到特定波长的返回光来执行成像。由于成像的开始条件是仅检测特定波长的返回光，因此返回光与微生物以外的物质发生反应的可能性高，难以准确检测微生物的有无。当微生物的有无的检测准确度低时，即使在样本中不存在微生物的情况下也可执行成像，并且难以实现节能。
[0013]鉴于上述情况，提出了本技术，并且本技术的目的是在测量流体中的目标对象的测量装置(例如，诸如水中的微生物的测量装置)中实现节能。
[0014]解决问题的方案
[0015]根据本技术的第一测量装置包括：发光单元，被配置为将光发射至流体；光接收单元，被配置为通过多个像素使用电子雪崩现象对入射光执行光电转换以获得光接收信号；
以及控制单元，被配置为基于光接收信号执行检测流体中的目标对象的处理并且在检测到目标对象的条件下执行目标对象的成像操作。
[0016]根据上述配置，代替始终进行目标对象的成像，通过基于光接收单元的光接收信号检测目标对象而触发的目标对象的成像，能够基于多个像素的光接收信号来检测目标对象的有无以降低与成像有关的功耗。
[0017]在根据本技术的上述第一测量装置中，可以设想光接收单元包括SPAD元件作为光电转换元件。
[0018]因此，不需要使用诸如光电倍增管的大尺寸且高功耗的光电转换元件作为光接收单元。
[0019]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想的是，控制单元基于在光接收单元中的光接收反应部的图像特征来执行检测目标对象的处理。
[0020]这里所指的“光接收反应部的图像特征”是指包括具有光接收反应的至少一个或多个像素作为光接收反应部的图像的特征，诸如光接收反应部的图像尺寸或位置、接收光的波长或光接收信号的值。
[0021]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想，在光接收反应部的图像特征与指定的图像特征不匹配的情况下，控制单元阻止对应于光接收反应部的成像范围的成像。
[0022]由此，能够防止除具有指定图像特征的对象之外的对象被草率地成像。
[0023]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想控制单元检测光接收反应部的像素位置和图像大小作为图像特征。
[0024]由此，能够对拍摄目标对象的成像元件指定拍摄目标对象的像素范围，即进行成像的像素范围。
[0025]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想，控制单元执行控制，使得在对目标对象成像的成像传感器中，仅对其中拍摄目标对象的部分像素范围执行成像操作。
[0026]因此，与对成像传感器中的整个像素范围执行成像操作的情况相比，可减少与成像相关的功耗。
[0027]在根据本技术的上述第一测量装置中，可以设想，控制单元针对部分像素范围在捕获图像与模板图像之间执行匹配。
[0028]通过基于捕获的图像执行匹配，能够适当地识别目标对象的类型。
[0029]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想，控制单元针对部分像素范围执行在捕获图像中捕获的对象的类别识别，并且使用为每个类别准备的模板图像中的识别的类别的模板图像执行匹配。
[0030]通过以这种方式在缩窄类别之后执行图像匹配，可以提高图像匹配处理的效率。
[0031]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想，当基于光接收信号检测到目标对象时或之后，控制单元在所述部分像素范围的拍摄图像设定包围框作为围绕所述目标对象的范围，并且在作为预定帧的参考帧中设定作为包括所述包围框且尺寸大于所述包围框的区域的ROI，并且在所述参考帧之后的帧中，设定目标对象的包围框并基于前一帧中设定的ROI中的包围框来设定ROI。
[0032]由此，即使在目标对象在捕获的图像中移动的情况下，也能够跟踪目标对象。
[0033]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想，用作光接收单元的传感器和基
于控制单元的控制对目标对象成像的成像传感器分离。
[0034]因此，现有的传感器可用作起光接收单元作用的传感器(使用电子雪崩现象执行光电转换的传感器)以及对目标对象进行成像的成像传感器。
[0035]根据本技术的上述第一测量装置可以被设想为包括单个传感器，该单个传感器具有作为光接收单元的功能和基于控制单元的控制对目标对象成像的功能。
[0036]在单独提供传感器的情况下，需要提供用于将来自流体的光分配到每个传感器的分光装置。然而，集成传感器消除了设置这种光谱装置的需要。
[0037]根据本技术的上述第一测量装置可想象为包括流动池，其中，关于内部流路对流体进行采样，其中，在完成成像操作之后，控制单元使与作为样本的流体不同的流体流入流路中以清洗流动池。
[0038]由此，能够防止诸如被测量目标对象的再次测量等错误测量的发生。
[0039]在上述根据本技术的第一测量装置中，可以设想，控制单元基于不同流体流入流路之后的光接收信号执行检测目标对象的处理。
[0040]由此，能够确认清洗后有无残留目标对象。
[0041]根据本技术的成像控制方法是一种测量装置的成像控制方法，该测量装置至少包括被配置为向流体发射光的发光单元和被配置为通过多个像素使用电子雪崩现象对入射光执行光电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测量装置，包括：发光单元，被配置为向流体发射光；光接收单元，被配置为通过多个像素使用电子雪崩现象对入射光执行光电转换以获得光接收信号；以及控制单元，被配置为基于所述光接收信号执行检测所述流体中的目标对象的处理，并且在检测到所述目标对象的条件下执行所述目标对象的成像操作。2.根据权利要求1所述的测量装置，其中：所述光接收单元包括SPAD元件作为光电转换元件。3.根据权利要求1所述的测量装置，其中：控制单元基于所述光接收单元中的光接收反应部的图像特征执行检测所述目标对象的处理。4.根据权利要求3所述的测量装置，其中：在所述光接收反应部的所述图像特征与指定的图像特征不匹配的情况下，所述控制单元阻止对与所述光接收反应部对应的成像范围成像。5.根据权利要求3所述的测量装置，其中：所述控制单元检测所述光接收反应部的像素位置和图像大小作为所述图像特征。6.根据权利要求1所述的测量装置，其中：所述控制单元执行控制，使得在对所述目标对象成像的成像传感器中，仅针对捕获所述目标对象的部分像素范围执行所述成像操作。7.根据权利要求6所述的测量装置，其中：所述控制单元针对所述部分像素范围在捕获图像与模板图像之间执行匹配。8.根据权利要求7所述的测量装置，其中：所述控制单元针对所述部分像素范围执行所述捕获图像中捕获的对象的类别识别，并且使用为每个类别准备的所述模板图像中的所识别的类别的模板图像来执行匹配。9.根据权利要求6所述的测量装置，其中：在基于所述光接收信号检测到所述目标对象时或之后，所述控制单元在所述部分像素范围的捕获图像中将包围框设置为包围所述目标对象的范围，并且在作为预定帧的参考帧中设置ROI，所述ROI是包括所述包围框且尺寸大于所述包围框的区域，以及在所述参考帧之后的帧中，设置所述目标对象的所述包围框并基于在前一帧中设置的所述ROI中的所述包围框设置所述ROI。10.根据权利要求1所述的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：高塚进，铁川弘树，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：