[發(fā)明專利]一種基于高光譜成像相機的識別鑒定系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011471383.2
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112683798A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊飛;孫勝春;張卓;張建
• 申請（專利權(quán)）人: 長春長光辰譜科技有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/27;G06K9/78
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 郭佳寧

1.一種基于高光譜成像相機的識別鑒定系統(tǒng)，其特征在于包括拍照模塊、查看圖片模塊、錄像模塊、放大放小模塊、識別模塊、設(shè)置模塊、濾光補光模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；其中

拍照模塊用于啟動高光譜成像相機對檢測物品進行單張拍照或連續(xù)拍照，并將拍攝的照片保存；

錄像模塊用于啟動高光譜成像相機對檢測物品進行視頻錄制并保存視頻，并對保存的視頻進行截屏并保存截屏的圖片；

查看圖片模塊用于查看拍照模塊保存的圖片以及錄像模塊保存的截屏圖片，還能夠?qū)D片進行重命名或者刪除操作；

放大放小模塊用于將拍照模塊保存的照片和錄像模塊保存的截屏圖片進行實時放大并查看；

識別模塊內(nèi)置數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中包括指紋、毛發(fā)和血跡樣本的包含光譜信息的像素點；

識別模塊通過內(nèi)置數(shù)據(jù)庫中的信息對拍照模塊保存的照片或錄像模塊保存的截屏圖片進行識別并分類，其中將待測圖片的所有像素點通過高光譜圖像分類算法進行分類，得到整張圖片上所有像素點的預(yù)測類別，即得到該圖片上指紋所在區(qū)域、毛發(fā)所在區(qū)域以及血跡所在區(qū)域；

其中識別模塊對待測圖片中某一像素點進行高光譜圖像分類時，首先提取該像素點所在位置的所有高光譜波段的灰度值作為該像素點的光譜特征，再分別計算該像素點到數(shù)據(jù)庫中各類樣本所有包含光譜信息像素點之間的馬氏距離，該像素點與哪類樣本的像素點之間的馬氏距離最小，就預(yù)測將該像素點為哪類樣本；對待測圖片上的所有像素點進行逐一分類后，得到整張待測圖片上每個像素點的預(yù)測類別，進而得到待測圖片上指紋所在區(qū)域、毛發(fā)所在區(qū)域以及血跡所在區(qū)域；

設(shè)置模塊用于對拍照模塊和錄像模塊設(shè)置曝光時間和增益，用于調(diào)節(jié)光圈和快門速度；

濾光補光模塊根據(jù)更換濾光片和補光的需求來更換濾光片和對應(yīng)補光光源；

數(shù)據(jù)傳輸模塊調(diào)取拍照模塊保存的照片、錄像模塊保存的視頻或錄像模塊保存的截屏圖片，并將照片或視頻通過高光譜相機上設(shè)置的接口及接口上連接的數(shù)據(jù)線傳輸給人機交互顯示屏。

所述待測圖片中某一像素點與數(shù)據(jù)庫中各類樣本所有包含光譜信息像素點之間的馬氏距離按照下式計算：

其中：待測圖片中的待測像素點各波段的灰度值集合為X＝(x₁,x₂,…,x_t)，其中x₁、x₂、…、x_t分別為待測像素點在高光譜第1波段到第t波段上的灰度值，t為高光譜圖像的波段數(shù)，Y為待測像素點X與數(shù)據(jù)庫中某類樣本所有像素點構(gòu)成的集合，μ為Y中各像素點在各波段上灰度值的均值，S為Y的協(xié)方差矩陣，T為轉(zhuǎn)置符號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高光譜成像相機的識別鑒定系統(tǒng)，其特征在于所述拍照模塊所保存的圖像為TIF格式的三維數(shù)據(jù)立方體，數(shù)據(jù)的前兩維為圖像的寬和高，第三維為高光譜圖像的波段數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于高光譜成像相機的識別鑒定系統(tǒng)，其特征在于所述識別模塊能夠向數(shù)據(jù)庫中添加新檢測對象樣本的光譜信息像素點。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高光譜成像相機的識別鑒定系統(tǒng)，其特征在于所述濾光補光模塊根據(jù)高光譜成像相機上被按下的濾光鍵來判定需要更換的濾光片，首先檢測中心槽內(nèi)是否有濾光片導(dǎo)向座；若中心槽內(nèi)有濾光片導(dǎo)向座，則控制中心槽內(nèi)的濾光片導(dǎo)向座沿著相應(yīng)的滑道滑回沒有濾光片導(dǎo)向座的濾光片槽內(nèi)；若中心槽內(nèi)沒有濾光片導(dǎo)向座，則將待更換的濾光片所在的濾光片導(dǎo)向座從其所在的濾光片槽沿著相應(yīng)的滑道滑至中心槽內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于高光譜成像相機的識別鑒定系統(tǒng)，其特征在于所述濾光補光模塊根據(jù)所述高光譜成像系統(tǒng)上的補光按鍵判定是否需要補光，濾光補光模塊接收到補光按鍵被按下的信號后，濾光補光模塊控制補光裝置從高光譜成像系統(tǒng)內(nèi)滑出。