[發明專利]一種用于獲取物體的高光譜圖像的方法及裝置

在審

• 申請號: 202011215926.4
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112258560A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 任哲;郭斌;黃錦標
• 申請（專利權）人: 深圳市海譜納米光學科技有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/33;G06T3/00
• 代理公司: 廈門福貝知識產權代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 陳遠洋

本發明公開了一種用于獲取物體的高光譜圖像的方法和裝置，通過在不同的波長點下交替以兩種不同的光照逐幀進行高光譜拍攝，以獲得在較高光強下拍攝的高光強圖像序列和高光強拍攝時間序列，以及在較低光強下拍攝的低光強圖像序列和低光強拍攝時間序列，先對較高光強下拍攝的高光強圖像序列進行運動補正，并用得到的補正信息對低光強圖像序列的補正信息進行預測，然后對低光強圖像序列進行補正，最后在補正后的光強圖像序列中扣除所述補正后的低光強圖像序列得到所需要的高光譜圖像信息，以解決在光照復雜的場景及非靜止拍攝條件下，難以準確獲取高光譜信息的技術問題。

技術領域

本發明涉及高光譜分析領域，特別是一種用于獲取物體的高光譜圖像的方法及裝置。

背景技術

高光譜相機是一種通過拍攝，獲得被攝場景或物體的圖像信息和光譜信息的裝置；它拍攝的高光譜相片可以同時進行視覺分析和光譜分析，具有極高的應用價值。光譜掃描式高光譜相機是應用最為廣泛的類型。它一般由相機鏡頭、可調窄帶濾光片和成像傳感器組成。相機鏡頭捕捉被攝場景的光進入相機，可調窄帶濾光片選擇與所設定波長近似波長的光通過，成像傳感器曝光成像——即為被攝場景在該設定波長下的灰度相片。為了獲取高光譜相片，此類相機需要分別拍攝不同波長下的灰度相片(簡稱幀)。

拍攝設備或被攝物及場景等可能會在高光譜拍攝過程中移動，此時光譜掃描式高光譜相機需要對拍攝的相片進行運動補正。一些被攝物可能是活動的物體，如人、動物等，而一些高光譜相機可能是車載或手持的設備，這些都可能導致拍攝設備、被攝物及場景在拍攝過程中處于非靜止狀態(我們將這些情況統稱為非靜止拍攝條件)。由于每個不同的波長需要分別進行曝光成像，因此從時間上，每幀的拍攝時間也不盡相同，則物體、設備等在不同幀中的位置和狀態也就不相同：在一些幀中屬于被攝物體的像素，在其他幀中可能就不再屬于被攝物體，使高光譜相片就無法直接進行物體的光譜分析。目前解決這一問題較為常見的方法就是對高光譜相片進行補正，即分析不同幀之間物體和場景的運動信息，從而判斷不同幀之間，像素之間的對應關系，找到對應物體同一位置的像素或區域。

另一方面，在光照復雜的場景中，使用并調制主動光源是消除環境光干擾、獲取準確可靠的高光譜相片的理想方法。在拍攝時，先在主動光源較強的情況下，拍攝一個完整的高光譜相片；隨后關閉或減弱主動光源強度，再次進行拍攝；將兩次拍攝的高光譜相片相減，就可以去掉環境光的影響，得到純凈的主動光源照射下的高光譜相片。但是，當場景的光照變得復雜，獨立的運動補正和調制主動光源便無法獲取準確的高光譜信息。這主要有兩個原因：(1)當減弱主動光源的光強，拍攝的高光譜相片往往由于環境光源復雜或過弱的原因，無法進行準確的運動補正；(2)分別拍攝的強光下的高光譜相片和弱光下的高光譜相片中的物體位置、角度等差異過大，已經無法通過相減來消除環境光的影響。

目前，業界尚缺乏一種針對光譜掃描式相機的高光譜相片拍攝方法及裝置，可以在光照復雜的場景及非靜止拍攝條件下，準確獲取高光譜信息。

發明內容

針對上述現有技術中的在光照復雜的場景及非靜止拍攝條件下，難以準確獲取高光譜信息的技術問題，本申請的實施例提供了一種用于獲取物體的高光譜圖像的方法及裝置以解決上述存在的問題。

第一方面，本申請的實施例提供了一種用于獲取物體的高光譜圖像的方法，包括以下步驟:

S1：在不同的波長點下交替以兩種不同的光照分別利用高光譜相機逐幀進行高光譜拍攝，以獲得在較高光強下拍攝的高光強圖像序列和高光強拍攝時間序列，以及在較低光強下拍攝的低光強圖像序列和低光強拍攝時間序列；

S2：基于高光強圖像序列，獲得在較高光強下的高光譜圖像的運動補正信息；

S3：根據所述運動補正信息對所述高光強圖像序列進行運動補正以獲得補正后的高光強圖像序列；