一種基于可見光光譜確定濃度值的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于可見光光譜確定濃度值的方法及裝置，涉及化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域。解決現(xiàn)有含量測定復(fù)雜，獲取時(shí)間比較慢的問題。包括：對待確定物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，從標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像和待確定溶液圖像中選取確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)確定區(qū)域內(nèi)的光密度值；將標(biāo)準(zhǔn)溶液的光密度值中三基色色譜值取倒數(shù)并相加，并存儲到標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，確定回歸擬合方程的系數(shù)；從待確定溶液圖像中選取確定區(qū)域，統(tǒng)計(jì)確定區(qū)域內(nèi)的光密度值；將確定的光密度值中三基色色譜值取倒數(shù)并相加，并存儲到待確定溶液第二文檔中，代入所述回歸擬合方程中，確定待確定溶液的濃度值。
【專利說明】
一種基于可見光光譜確定濃度值的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及通過光譜法檢測含量的化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于可見光 光譜確定濃度值的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 物質(zhì)含量的測定分析過程中，大部分物質(zhì)含量的測定采用分光光度法(包括酶標(biāo) 儀），分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸光度或發(fā)光 強(qiáng)度，對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。
[0003] 在分光光度計(jì)中，將不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時(shí)，便可得 到與不同波長相對應(yīng)的吸收強(qiáng)度。如以波長(λ)為橫坐標(biāo)，吸收強(qiáng)度(A)為縱坐標(biāo)，就可繪出 該物質(zhì)的吸收光譜曲線。利用該曲線進(jìn)行物質(zhì)定性、定量的分析方法，稱為分光光度法，也 稱為吸收光譜法。用紫外光源測定無色物質(zhì)的方法，稱為紫外分光光度法;用可見光光源測 定有色物質(zhì)的方法，稱為可見光光度法。以紅外光源測定物質(zhì)的含量的稱為紅外分光光度 法，它們都以Beer-Lambert定律為基礎(chǔ)。物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色和吸收的光顏色之間為互補(bǔ)關(guān)系。 圖1示例性示出了溶液顏色與互補(bǔ)光之間的關(guān)系圖，表1示例性示出不同波長的顯色，配有 不同的RGB值。
[0004] 表1、不同波長顏色對應(yīng)不同的RGB值
[0005]
「00061
[0007] 現(xiàn)有的通過可見光光譜分析含量的方法中，主要以分光光度計(jì)或者酶標(biāo)儀為測定 分析儀器，而在實(shí)際應(yīng)用中，由于分析儀器的體積比較大，而且使用條件較為嚴(yán)格，從而導(dǎo) 致含量測定復(fù)雜，受分析條件限制，獲取時(shí)間比較慢的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可見光光譜確定濃度值的方法及裝置，用于解決現(xiàn)有 技術(shù)中由于分析儀器的體積比較大，而且使用條件較為嚴(yán)格，從而導(dǎo)致含量測定復(fù)雜，受分 析條件限制，獲取時(shí)間比較慢的問題。
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可見光光譜確定濃度值的方法，包括：
[0010] 對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后的待確定溶液圖 像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像；
[0011]從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第一確定區(qū)域內(nèi) 的光密度值；
[0012]將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶 液第一文檔中；
[0013] 根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將 取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值 進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程的系數(shù)；
[0014] 從所述待確定溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密 度值;將所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值存儲到待確定溶液第一 文檔中；
[0015] 根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加， 將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述待確定溶液第二文檔中 數(shù)值代入所述回歸擬合方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所述待確定溶液的濃度值。
[0016] 優(yōu)選地，所述獲取顯色反應(yīng)后的待確定溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像，包括：
[0017] 按照設(shè)定距離保持拍攝設(shè)備與所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的距離，每組 拍攝照片中包括所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量介于5~10個(gè)。
[0018] 優(yōu)選地，所述第一確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一 部位;和/或
[0019] 所述第二確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位。
[0020] 優(yōu)選地，所述對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，包括：
[0021 ]以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值為縱坐標(biāo)，以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù)并相 加的數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，采用以下公式，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合：
[0022] Y = a*ln(X)+b
[0023] 其中，Y為標(biāo)準(zhǔn)溶液配樣時(shí)的已知濃度，X為計(jì)算的三基色色譜光密度倒數(shù)累加值， a、b為擬合中所求系數(shù)。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例為一種基于可見光光譜確定濃度值的裝置，包括：
[0025]獲取單元，用于對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后 的待確定溶液圖像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像；
[0026]統(tǒng)計(jì)單元，用于從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述 第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值；
[0027]第一存儲單元，用于將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值 存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中；
[0028]第一確定單元，用于根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的數(shù) 據(jù)取倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶 液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程的 系數(shù)；
[0029] 第二存儲單元，用于從所述待確定溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第 二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值;將所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值存 儲到待確定溶液第一文檔中；
[0030] 第二確定單元，用于根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中的 數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述待 確定溶液第二文檔中數(shù)值代入所述回歸擬合方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所述 待確定溶液的濃度值。
[0031] 優(yōu)選地，所述獲取單元用于:按照設(shè)定距離保持拍攝設(shè)備與所述待確定溶液或所 述標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的距離，每組拍攝照片中包括所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量介于 5~10個(gè)。
[0032] 優(yōu)選地，所述第一確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一 部位;和/或
[0033]所述第二確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位。 [0034]優(yōu)選地，所述第一確定單元具體用于：
[0035]以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值為縱坐標(biāo)，以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù)并相 加的數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，采用以下公式，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合：
[0036] Y = a*ln(X)+b
[0037] 其中，Y為標(biāo)準(zhǔn)溶液配樣時(shí)的已知含量，X為計(jì)算的三基色色譜光密度倒數(shù)累加值， a、b為擬合中所求系數(shù)。
[0038] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的方法及裝置，包括對待確 定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后的待確定溶液圖像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖 像;從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光 密度值;將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液 第一文檔中；根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加， 將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù) 值進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程的系數(shù);從所述待確定 溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值;將所述第二確定 區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值存儲到待確定溶液第一文檔中；根據(jù)光波長吸 收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù) 存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述待確定溶液第二文檔中數(shù)值代入所述回歸擬合 方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所述待確定溶液的濃度值。本發(fā)明實(shí)施例中，采用 現(xiàn)有的數(shù)字?jǐn)z影設(shè)備(如相機(jī)或手機(jī))對標(biāo)準(zhǔn)溶液和待確定溶液反應(yīng)液進(jìn)行照相，將獲取的 圖像存儲到入計(jì)算機(jī)內(nèi)，利用現(xiàn)有的圖像處理軟件對圖像中同一部位、小區(qū)域的光密度進(jìn) 行計(jì)算其平均值，將根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液確定的三基色存儲到標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中，根據(jù)光波長 吸收互補(bǔ)原理，將標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的三基色色譜值進(jìn)行系列計(jì)算，并對系列計(jì)算后的 數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，確定回歸擬合方程系數(shù);對待確定溶液采用上述處理方法，將待確定溶 液系列計(jì)算后的數(shù)值結(jié)合回歸擬合方程，計(jì)算待確定溶液的濃度值。采用上述方法，可以通 過簡單圖像處理以及數(shù)值計(jì)算，確定待確定溶液的濃度值，避免了采用分析儀器等大型儀 器，且上述確定方法具有方法簡單，且獲取時(shí)間較快的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0039] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040] 圖1為溶液顏色與互補(bǔ)光之間的關(guān)系圖；
[0041 ]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的方法流程示意圖；
[0042] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像示意圖；
[0043] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液選定確定區(qū)域示意圖；
[0044] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算確定區(qū)域中光密度值示意圖；
[0045]圖6為本發(fā)明實(shí)施提供的圖像處理過程中獲取標(biāo)準(zhǔn)溶液三基色示意圖；
[0046] 圖7本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液三基色數(shù)值確定的回歸擬合曲線示意圖；
[0047] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的方法流程示意圖， 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的方法包括以下步驟：
[0050] 步驟101，對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后的待確 定溶液圖像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像；
[0051] 步驟102,從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第一確 定區(qū)域內(nèi)的光密度值；
[0052]步驟103,將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值存儲到所 述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中；
[0053]步驟104,根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并 相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔 內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程的系數(shù)；
[0054] 步驟105,從所述待確定溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第二確定區(qū)域 內(nèi)的光密度值;將所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值存儲到待確定 溶液第一文檔中；
[0055] 步驟106,根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù) 并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述待確定溶液第 二文檔中數(shù)值代入所述回歸擬合方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所述待確定溶液 的濃度值。
[0056] 步驟101中，對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后的待 確定溶液圖像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像。
[0057]需要說明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，對待確定溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行的顯色反應(yīng)，與 常規(guī)的化學(xué)反應(yīng)處理方法一致，且在本發(fā)明實(shí)施例中，對顯示反應(yīng)的具體方法不做具體限 定。
[0058]在實(shí)際應(yīng)用中，獲取顯色反應(yīng)后的待確定溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像，需要采用一般的 拍攝設(shè)備，對待確定洛液和標(biāo)準(zhǔn)洛液拍攝圖像，將拍攝的圖像確定為獲取到的待確定洛液 和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像。
[0059] 需要說明的是，上述采用拍攝設(shè)備對待確定溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液拍攝圖像時(shí)，需要注 意以下事項(xiàng)：
[0060] 1 )、采用相機(jī)對標(biāo)準(zhǔn)溶液或者待確定溶液照相過程中，需要保證光源恒定；
[0061 ] 2)、采用相機(jī)對標(biāo)準(zhǔn)溶液或者待確定溶液照相過程中，需要保證相機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)溶液 或者待確認(rèn)溶液之間的距離恒定；
[0062] 3)、分析前，對待確定溶液的濃度(或光密度值)進(jìn)行預(yù)判，確保待確定溶液的濃度 值(或光密度值)在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度值(或光密度值)范圍之內(nèi)。
[0063] 其中，每組拍攝照片中包括待確定溶液或標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量介于5~10個(gè)，當(dāng)盛放溶 液的是試管時(shí)，每組拍攝照片中包括待確定溶液或標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量可以10個(gè)，當(dāng)盛放溶液 的是容量瓶時(shí)，每組拍攝照片中包括待確定溶液或標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量可以5個(gè)。
[0064] 舉例來說，可采用像素較高的手機(jī)或相機(jī)進(jìn)行照相，照相時(shí)光源恒定，相機(jī)與標(biāo)準(zhǔn) 溶液或者待確認(rèn)溶液之間的距離確定為50cm，每一次照相放5個(gè)50ml的容量瓶。
[0065] 在步驟102中，從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像和所述待確定溶液圖像中選取確定 區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述確定區(qū)域內(nèi)的光密度值。
[0066] 在實(shí)際應(yīng)用中，可以將獲取到的標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像和待確定溶液圖像在ImageJ軟件 plugins/analyze/RGB measure工具欄中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定選定區(qū)域的光密度均值。
[0067] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像，在本發(fā)明實(shí)施例中，從獲取到的標(biāo)準(zhǔn)溶 液圖像中選取確定區(qū)域，即從圖3提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取確定區(qū)域，需要說明的是，上 述確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位。
[0068] 在進(jìn)行確定區(qū)域選取時(shí)，需要注意:在測試階段和拍照階段，標(biāo)準(zhǔn)溶液或者待確定 溶液一般裝在容量瓶或試管之中，由于容量瓶或試管不同區(qū)域?qū)?yīng)不同的厚度，即標(biāo)準(zhǔn)溶 液或者待確定溶液在光密度中則不同部位的光譜讀值也不同。為了避免出現(xiàn)上述情況，一 般在圖像處理過程，需要針對相同部分進(jìn)行圖像處理。
[0069] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液選定確定區(qū)域示意圖。如圖4所示，圖中針對 每個(gè)容量瓶選定的確定區(qū)域都為相同區(qū)域，從而可以避免不同部位的光譜取值不同的問 題。
[0070] 在步驟103中，將所述確定的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值存儲到所述標(biāo)準(zhǔn) 溶液第一文檔中；
[0071] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算確定區(qū)域中光密度值示意圖。如圖5所示，在本發(fā) 明實(shí)施例中，采用上述圖像處理軟件，可以直接獲取將確定區(qū)域的光密度值，從而節(jié)約的計(jì) 算時(shí)間，同時(shí)，這種方法可以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0072] 在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)溶液的第一文檔可以是excel表，也可以是其它文檔，在本發(fā) 明實(shí)施例中，對標(biāo)準(zhǔn)溶液的第一文檔的具體形式不做限定。
[0073]在步驟104中，根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對確定的標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒 數(shù)并相加，將標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中， 對標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，并確定回歸擬合方程的系數(shù)。
[0074]圖6為本發(fā)明實(shí)施提供的圖像處理過程中獲取標(biāo)準(zhǔn)溶液三基色示意圖，表1為本發(fā) 明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液三基色等信息表。
[0075] 表2標(biāo)準(zhǔn)溶液三基色信息表
[0076]
[0077] 在實(shí)際應(yīng)用中，以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度值為縱坐標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù) 并相加的數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，采用公式(1)，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合：
[0078] Y = a*ln(x)+b (1)
[0079] 需要說明的是，還可以采用統(tǒng)計(jì)軟件，且采用公式(2)對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi) 的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合：
[0080] Y = a+b*exp(c/X) (2)
[00811其中，上述公式中，Y為標(biāo)準(zhǔn)溶液配樣時(shí)的已知含量，X為計(jì)算的三基色色譜光密度 倒數(shù)累加值，a、b、c為擬合中所求系數(shù)。
[0082]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)溶液三基色數(shù)值確定的回歸擬合曲線示意圖。 [0083] 需要說明的是，上述步驟101至步驟104中，其中，在步驟101，對標(biāo)準(zhǔn)溶液和待確定 溶液均進(jìn)行的處理，而在步驟102之后，則只對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行了一系列的圖像處理，算法處 理，而沒有對待確定溶液進(jìn)行圖像處理和算法處理，在以下步驟105和步驟106中，對待確定 溶液進(jìn)行了圖像處理和部分算法處理，其中，對待確定溶液進(jìn)行的圖像處理方法和對標(biāo)準(zhǔn) 溶液進(jìn)行的圖像處理方法一致，在此不再贅述。
[0084]進(jìn)一步地，在本發(fā)明實(shí)施例中，在確定待確定溶液的濃度值之前，需要先進(jìn)行預(yù)測 試，保證待確定溶液的反應(yīng)色度在標(biāo)準(zhǔn)溶液的光密度范圍之內(nèi)，從而可以避免待確定溶液 過濃或者過淡，影響確定結(jié)果的問題。
[0085]對待確定溶液進(jìn)行的算法處理，主要包括，將待確定溶液第二文檔中數(shù)值代入所 述回歸擬合方程中，其中，回歸擬合方程中的兩個(gè)參數(shù)均在按照標(biāo)準(zhǔn)溶液確定回歸擬合方 程時(shí)已經(jīng)確定，即，在此，只需將待確定溶液第二文檔中的數(shù)值作為公式（1)中的X代入公式 ⑴中，根據(jù)公式⑴，可以計(jì)算出Y值，即確定了待確定溶液的濃度值。
[0086] 表3為本發(fā)明實(shí)施例提供的待確定溶液濃度值與分光計(jì)計(jì)量結(jié)果對比表。
[0087] 表3待確定溶液濃度值與分光計(jì)計(jì)量結(jié)果對比表
[0088]
[0089] 如表3所示，經(jīng)SPSS V. 23進(jìn)行配對均數(shù)的t檢驗(yàn)，則F = 0.062，p = 0.805，差異不顯 著。說明本發(fā)明實(shí)施例提供的確定可見光光譜濃度方法和分光計(jì)計(jì)量方法確定的誤差都在 正常實(shí)驗(yàn)誤差之內(nèi)，即本發(fā)明實(shí)施例提供的確定可見光光譜濃度的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中由于分析儀器的體積比較大，而且使用條件較為嚴(yán)格，從而導(dǎo)致獲取可見光光譜濃度存 在方法復(fù)雜，獲取時(shí)間比較慢的問題。
[0090] 本發(fā)明實(shí)施例中，提供的可見光光譜光密度計(jì)算法測定未知物濃度的方法，適用 于400nm~760nm任何利用分光光度計(jì)或酶標(biāo)儀測定分析的實(shí)驗(yàn)，比如，土壤全效磷的測定、 土壤有效磷的測定、還原糖的蒽酮法含量測定、乳酸的對羥基聯(lián)苯比色法測定、對氨基苯磺 酰胺法測定亞硝酸鹽含量、硅鉬藍(lán)法測定硅酸鹽的含量、茚三酮法測定蛋白質(zhì)、剛果紅法測 定β-葡聚糖法、黃酮的分光光度法含量測定及代替辣根過氧化物酶顯色的(ELISA)酶標(biāo)儀 含量測定分析等。利用可見光光密度計(jì)算法測定未知物濃度的方法簡便，具有一定專業(yè)知 識的操作者可基本不受實(shí)驗(yàn)儀器的限制，利用常規(guī)反應(yīng)體系及計(jì)算機(jī)就可以完成物質(zhì)含量 的測定。試驗(yàn)誤差在允許范圍之內(nèi)，本方法不僅非常簡單方便，而且可快速檢測，代替利用 可見分光光度法測定的大部分物質(zhì)的方法。
[0091] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于可見光光譜確定濃度值的裝 置，由于該裝置解決技術(shù)問題的原理與一種基于可見光光譜確定濃度值的方法相似，因此 該裝置的實(shí)施可以參見方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。
[0092] 如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的裝置，包 括:獲取單元201，統(tǒng)計(jì)單元202，第一存儲單元203，第一確定單元204，第二存儲單元205，第 二確定單元206。
[0093]獲取單員201，用于對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng) 后的待確定溶液圖像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像；
[0094]統(tǒng)計(jì)單元202,用于從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所 述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值；
[0095]第一存儲單元203,用于將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色 譜值存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中；
[0096] 第一確定單元204,用于根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的 數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn) 溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程 的系數(shù)；
[0097] 第二存儲單元205,用于從所述待確定溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述 第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值;將所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值 存儲到待確定溶液第一文檔中；
[0098]第二確定單元206,用于根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中 的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述 待確定溶液第二文檔中數(shù)值代入所述回歸擬合方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所 述待確定溶液的濃度值。
[0099]優(yōu)選地，所述獲取單元201用于:按照設(shè)定距離保持拍攝設(shè)備與所述待確定溶液或 所述標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的距離，每組拍攝照片中包括所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量介 于5~10個(gè)。
[0100]優(yōu)選地，所述第一確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一 部位;和/或
[0101]所述第二確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位。
[0102] 優(yōu)選地，所述第一確定單元204具體用于：
[0103] 以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值為縱坐標(biāo)，以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù)并相 加的數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，采用以下公式，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合：
[0104] Y = a*ln(X)+b
[0105] 其中，Y為標(biāo)準(zhǔn)溶液配樣時(shí)的已知含量，X為計(jì)算的三基色色譜光密度倒數(shù)累加值， a、b為擬合中所求系數(shù)。
[0106] 應(yīng)當(dāng)理解，以上一種基于可見光光譜確定濃度值的裝置包括的單元僅為根據(jù)該設(shè) 備裝置實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行的邏輯劃分，實(shí)際應(yīng)用中，可以進(jìn)行上述單元的疊加或拆分。并且該 實(shí)施例提供的一種基于可見光光譜確定濃度值的裝置所實(shí)現(xiàn)的功能與上述實(shí)施例提供的 一種基于可見光光譜確定濃度值的方法一一對應(yīng)，對于該裝置所實(shí)現(xiàn)的更為詳細(xì)的處理流 程，在上述方法實(shí)施例一中已做詳細(xì)描述，此處不再詳細(xì)描述。
[0107] 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí) 施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī) 可用存儲介質(zhì)（包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學(xué)存儲器等）上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品的形式。
[0108] 本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備（系統(tǒng)）、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流 程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序 指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn) 生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí) 現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。
[0109] 這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特 定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指 令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或 多個(gè)方框中指定的功能。
[0110] 這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì) 算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或 其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一 個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。
[0111] 盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造 性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu) 選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0112] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于可見光光譜確定濃度值的方法，其特征在于，包括： 對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后的待確定溶液圖像和 標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像； 從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光 密度值； 將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第 一文檔中； 根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將取倒 數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行 回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程的系數(shù)； 從所述待確定溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度 值;將所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值存儲到待確定溶液第一文 檔中； 根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取倒數(shù)并相加，將取 倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述待確定溶液第二文檔中數(shù)值 代入所述回歸擬合方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所述待確定溶液的濃度值。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取顯色反應(yīng)后的待確定溶液圖像和標(biāo) 準(zhǔn)溶液圖像，包括： 按照設(shè)定距離保持拍攝設(shè)備與所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的距離，每組拍攝 照片中包括所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量介于5~10個(gè)。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一 部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位;和/或 所述第二確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行 回歸擬合，包括： 以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值為縱坐標(biāo)，以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù)并相加的 數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，采用以下公式，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合： Y = a*ln(X)+b 其中，Y為標(biāo)準(zhǔn)溶液配樣時(shí)的已知濃度，X為計(jì)算的三基色色譜光密度倒數(shù)累加值，a、b 為擬合中所求系數(shù)。5. -種基于可見光光譜確定濃度值的裝置，其特征在于，包括： 獲取單元，用于對待確定分析的物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，獲取顯色反應(yīng)后的待 確定溶液圖像和標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像； 統(tǒng)計(jì)單元，用于從獲取到的所述標(biāo)準(zhǔn)溶液圖像中選取第一確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第一 確定區(qū)域內(nèi)的光密度值； 第一存儲單元，用于將所述第一確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠藍(lán)三基色色譜值存儲 到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中； 第一確定單元，用于根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第一文檔中的數(shù)據(jù)取 倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔中，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第 二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)確定的回歸擬合方程，確定所述回歸擬合方程的系數(shù)； 第二存儲單元，用于從所述待確定溶液圖像中選取第二確定區(qū)域，并統(tǒng)計(jì)所述第二確 定區(qū)域內(nèi)的光密度值;將所述第二確定區(qū)域內(nèi)的光密度值中的紅綠黃三基色色譜值存儲到 待確定溶液第一文檔中； 第二確定單元，用于根據(jù)光波長吸收互補(bǔ)原理，對所述待確定溶液第一文檔中的數(shù)據(jù) 取倒數(shù)并相加，將取倒數(shù)并相加的數(shù)據(jù)存儲到所述待確定溶液第二文檔中，將所述待確定 溶液第二文檔中數(shù)值代入所述回歸擬合方程中，并根據(jù)所述回歸擬合方程，確定所述待確 定溶液的濃度值。6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元用于:按照設(shè)定距離保持拍攝 設(shè)備與所述待確定溶液或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的距離，每組拍攝照片中包括所述待確定溶液 或所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量介于5~10個(gè)。7. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一確定區(qū)域?qū)?yīng)多個(gè)反應(yīng)試管的同一 部位或者多個(gè)容量瓶的同一部位;和/或。8. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一確定單元具體用于： 以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值為縱坐標(biāo)，以所述標(biāo)準(zhǔn)溶液的三基色色譜值取倒數(shù)并相加的 數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，采用以下回歸公式，對所述標(biāo)準(zhǔn)溶液第二文檔內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行回歸擬合： Y = a*ln(X)+b 其中，Y為標(biāo)準(zhǔn)溶液配樣時(shí)的已知含量，X為計(jì)算的三基色色譜光密度倒數(shù)累加值，a、b 為擬合中所求系數(shù)。
【文檔編號】G01N21/78GK105973886SQ201610375455
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】田發(fā)益
【申請人】田發(fā)益