[發(fā)明專利]多通道復(fù)用的光譜圖像獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810532704.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108896177B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建威;孫建穎;呂群波;趙娜;劉揚(yáng)陽(yáng);譚政;裴琳琳;張丹丹;李偉艷;陳鑫雯;方煜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28
• 代理公司: 北京凱特來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發(fā)明公開(kāi)了一種多通道復(fù)用的光譜圖像獲取方法，包括：采用特定透過(guò)率的濾光片，以及多個(gè)濾光片的透過(guò)率之間互相關(guān)聯(lián)的方式設(shè)置濾光片組；基于濾光片組對(duì)物體光譜進(jìn)行編碼，即將物體光譜分為N個(gè)波段，對(duì)N個(gè)波段的光能量進(jìn)行N種不同的加權(quán)組合，使得探測(cè)器記錄N種不同組合的和值，從而獲得多通道復(fù)用的光譜圖像。該方法通過(guò)濾光片的透過(guò)率對(duì)物體光譜進(jìn)行編碼，使得探測(cè)器接收的是多個(gè)波段的組合能量，相較于現(xiàn)有濾光片和色散型成像光譜儀而言，極大的提高了能量利用率和圖像信噪比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多光譜成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道復(fù)用的光譜圖像獲取方法。

背景技術(shù)

多光譜成像技術(shù)已經(jīng)很成熟，利用濾光片或者色散元件分光，獲取多個(gè)波段的灰度圖像，并組合成多光譜圖像數(shù)據(jù)。其中分光元件是其核心器件，主要是濾光片、棱鏡和光柵，而這幾種分光元件又有很多種類，但無(wú)論哪種類型，現(xiàn)有的分光型多光譜成像技術(shù)中探測(cè)器接收的都是單波段的光，其它波段的光線被反射或無(wú)法同時(shí)到達(dá)同一個(gè)像元，無(wú)法有效利用，從而需要通過(guò)其它的方式補(bǔ)償能量低的缺點(diǎn)，比如增加曝光時(shí)間，或者提高探測(cè)器的感光性能等方式。

目前主要有如下兩種類型的技術(shù)方案：

1、利用多個(gè)波長(zhǎng)的濾光片對(duì)通過(guò)鏡頭的光濾波，只允許某一個(gè)譜段的光通過(guò)，經(jīng)過(guò)多次濾波得到多個(gè)波段的圖像，這種技術(shù)比較成熟，很多文獻(xiàn)和專利中都涉及到。濾光片組采用濾光片輪或者濾光片陣列式的，將濾光片組貼在探測(cè)器上，通過(guò)推掃，得到各個(gè)譜段的圖像，經(jīng)過(guò)后期圖像配準(zhǔn)獲得光譜圖像數(shù)據(jù)。但是，濾光片組過(guò)濾了大部分光，因?yàn)樘綔y(cè)器接收到的光能量很少，需要高性能探測(cè)器或者提高曝光時(shí)間等方式提高圖像質(zhì)量。

2、如圖1所示的色散型光譜成像儀，其利用棱鏡或者光柵將不同波長(zhǎng)的光線分開(kāi)，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后不同波長(zhǎng)的光線聚焦在探測(cè)器上不同的位置，雖然沒(méi)有濾光片濾波，但是每個(gè)像元接收的也只是單一波段的光，不同波段的光線不能同時(shí)被同一個(gè)像元接收，同樣存在能量低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多通道復(fù)用的光譜圖像獲取方法，極大的提高了能量利用率和圖像信噪比。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種多通道復(fù)用的光譜圖像獲取方法，包括：

采用特定透過(guò)率的濾光片，以及多個(gè)濾光片的透過(guò)率之間互相關(guān)聯(lián)的方式設(shè)置濾光片組；

基于濾光片組對(duì)物體光譜進(jìn)行編碼，即將物體光譜分為N個(gè)波段，對(duì)N個(gè)波段的光能量進(jìn)行N種不同的加權(quán)組合，使得探測(cè)器記錄N種不同組合的和值，從而獲得多通道復(fù)用的光譜圖像。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，濾光片透過(guò)率是特殊設(shè)計(jì)的，多個(gè)濾光片的透過(guò)率之間互相關(guān)聯(lián)，缺一不可；同時(shí)，通過(guò)濾光片的透過(guò)率對(duì)物體光譜進(jìn)行編碼，使得探測(cè)器接收的是多個(gè)波段的組合能量，相較于現(xiàn)有濾光片和色散型成像光譜儀而言，極大的提高了能量利用率和圖像信噪比。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明背景技術(shù)提供的色散型光譜成像儀的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多通道復(fù)用的光譜圖像獲取方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的濾光片組透過(guò)率曲線的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)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)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)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)明的保護(hù)范圍。