[發明專利]用于光譜恢復的圖像光強校正方法及裝置

有效

• 申請號: 202011270735.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112529790B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 崔開宇;何玉寒;黃翊東;張巍;馮雪;劉仿
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳新生

本發明實施例提供一種用于光譜恢復的圖像光強校正方法及裝置，所述方法包括：對拍照圖像進行特征提取，獲取拍照圖像的特征點組；對成像圖像進行特征提取，獲取成像圖像的特征點組；基于拍照圖像的特征點組和成像圖像的特征點組，獲取拍照圖像和成像圖像之間的位移信息和旋轉偏差信息；基于拍照圖像和成像圖像之間的位移信息和旋轉偏差信息，對拍照圖像進行偏差修正處理，獲取偏差修正后的拍照圖像；基于偏差修正后的拍照圖像，獲取光強校正后的成像圖像。通過以成像圖像的光強值除以偏差修正后的拍照圖像的光強值，獲取光強校正后的成像圖像，消除了作為光譜恢復對象的圖像存在分布不均勻的光強值的缺陷，提高了光譜恢復和光譜成像的效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種用于光譜恢復的圖像光強校正方法及裝置。

背景技術

光譜可以很好地反映物質特性，在物質鑒別、成分性質分析等應用場景提供有力手段。如今，光譜儀已經發展成為成熟的光譜分析儀器。傳統光譜儀在教育科研、工業監測、醫療設備等領域已經有了廣泛的應用，但其龐大的體積和昂貴的價格仍然在很大程度上限制了它的應用范圍。近年來，光譜儀的微型化、集成化讓其在電子商務、食品檢測、生物化學檢測及傳統的醫療、工業、教育科研等領域都開拓了新的應用場景。在光譜儀的基礎上，通過掃描或陣列集成的方式，可以結合光譜信息與二維的空間信息，實現光譜成像的功能。將微型光譜儀陣列與CMOS圖像傳感器結合可研制出實現光譜成像功能的光譜相機。

微型光譜儀主要采用以下兩種光譜分析方式。基于窄帶濾波的光譜分析方式利用多個不同的窄帶濾波器實現入射譜不同波段的截取，而后結合所有波段的探測結果可以直接讀出入射譜信息。而基于寬譜調制的光譜分析方式允許入射譜中不同波段的信息同時經過每一個寬帶濾波器，并通過對應的探測器得到不同波段信息共同作用下的探測強度值。光譜儀中不同的寬帶濾波器帶來不同的調制效果，需要光譜恢復算法利用所有探測強度值重建原始入射譜。該方式盡可能地保留了原始入射譜的信息，但其光譜分辨性能和成像效果很大程度上取決于光譜恢復的效果。

CMOS傳感器的信噪比是影響光譜恢復的一大因素。實際系統中的噪聲包括CMOS傳感器的暗電流噪聲、照明光源的強度波動噪聲和空間分布不均帶來的噪聲。

在現有的利用寬帶濾波方式進行光譜分析的設計中，未考慮光強分布不均勻性為光強探測強度值帶來的影響，寬帶濾波響應譜標定效果有限，且惡化了光譜恢復和光譜成像的效果。

發明內容

本發明實施例提供一種用于光譜恢復的圖像光強校正方法及裝置，用以解決現有技術中作為光譜恢復對象的圖像普遍存在著分布不均勻的光強值，并導致了在進行光譜恢復時光譜恢復效果差的缺陷，消除了作為光譜恢復對象的圖像中的不均勻的光強值，提高了光譜恢復的效果。

本發明實施例提供一種用于光譜恢復的圖像光強校正方法，包括：

對拍照圖像進行特征提取，獲取拍照圖像的特征點組；對成像圖像進行特征提取，獲取成像圖像的特征點組；其中，所述拍照圖像是通過第一圖像獲取設備對拍照對象進行拍照獲取的圖像；所述成像圖像是通過第二圖像獲取設備對拍照對象進行拍照獲取的圖像；

基于所述拍照圖像的特征點組和成像圖像的特征點組，獲取所述拍照圖像和所述成像圖像之間的位移信息和旋轉偏差信息；

基于所述拍照圖像和所述成像圖像之間的位移信息和旋轉偏差信息，對所述拍照圖像進行偏差修正處理，獲取偏差修正后的拍照圖像；

基于所述偏差修正后的拍照圖像，獲取光強校正后的成像圖像。

根據本發明一個實施例的用于光譜恢復的圖像光強校正方法，所述對拍照圖像進行特征提取，獲取拍照圖像特征；對成像圖像進行特征提取，獲取成像圖像特征，之前還包括：

判斷所述拍照對象的特征點組是否符合預設標準；

若所述拍照對象的特征點組符合預設標準，則對所述拍照圖像和所述成像圖像不做處理；