CN111489315A - 一种光谱波段位置校正方法、装置及计算设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光谱波段位置校正方法，包括：提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像；根据高光谱视频采集设备的配置文件，获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵；所述原始标定矩阵用于标定出高光谱图像的各高光谱子图像；以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直和水平方向的校正，构建校正标定矩阵；采用所述校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数；并使用所述校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数。还相应的提供了校正装置及计算设备。使用本发明，可实现非实验室环境下对光谱波段位置进行校正。
Description
技术领域
本申请涉及计算摄像学领域，特别涉及一种光谱波段位置校正方法、装置及计算设备。
背景技术
高光谱视频相机在航空遥感、环境监测及化学分析等众多实际应用中，将面临温度和湿度的变化、运输和安装的晃动等环境因素的影响，使其光谱波段位置产生偏移，从而无法获取精确的光谱数据。为了高光谱视频相机能采集精确的光谱数据，需要对光谱波段位置进行校正。
传统的高光谱相机波段位置校正方法为单色仪定标技术：这种技术校正精度高，一般在实验室中使用，需要额外配备光学平台、透镜组、积分球、工作站进行操作，利用人工判断波段位置的偏移量后修改高光谱视频相机配置文件中的标定参数(即光谱各波段位置)，难以满足高光谱视频相机在户外工作时的波段位置定期校正需求。
因此，有待提供一种高光谱视频采集设备的光谱波段位置校正方法，以更适用于非实验室环境下的波段位置定期或不定期的校正需求。
发明内容
有鉴于此，本申请的主要目的在于提供一种光谱波段位置校正方法、装置及计算设备，以实现在非实验室环境下对光谱波段位置进行校正，从而确保高光谱视频采集设备的准确度。
本发明提供了一种光谱波段位置校正方法，包括步骤：
提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像；
根据高光谱视频采集设备的配置文件，获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵；所述原始标定矩阵用于标定出高光谱图像的各高光谱子图像；
以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向和水平方向的校正，构建校正标定矩阵；
采用所述校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数；
使用所述校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数。
由上，实现了在非实验室环境下对光谱波段位置进行校正，从而确保高光谱视频采集设备的准确度，适用于非实验室环境下的波段位置定期或不定期的校正需求。
可选的，所述提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像前还包括步骤：
判断出高光谱视频采集设备所在环境的温度和/或湿度的变化超过阈值，或判断出高光谱视频采集设备移动过程中的加速度的变化超过阈值。
由上，可以实现高光谱视频采集设备面临温度和/或湿度的变化、运输和安装中晃动等环境因素的影响，导致其光谱波段位置产生偏移时触发本发明所述校正方法。
可选的，所述获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵包括：
从高光谱视频采集设备的配置文件获取各原始光谱波段位置标定参数；每个所述原始光谱波段位置标定参数包括构成一标定矩形框的对角的两个坐标；
创建一段动态二维列向量，并以各原始光谱波段位置标定参数中的各所述两个坐标进行数据填充，形成所述原始标定矩阵。
可选的，所述以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向的校正，构建校正标定矩阵包括：
对原始标定矩阵在垂直方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；
确定所述求和结果最大时所对应的第一位移量；
将原始标定矩阵中的各坐标的纵坐标与该第一位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的纵坐标值。
可选的，所述使用校正算法以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体水平方向的校正，构建校正标定矩阵包括：
对原始标定矩阵在水平方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；
确定所述求和结果最大时所对应的第二位移量，将原始标定矩阵中的各坐标的横坐标与该第二位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的横坐标值。
由上，通过上述具体的方式实现原标定矩阵中各坐标的整体的横坐标、纵坐标的移动形成标定矩阵，即实现各光谱波段位置标定参数进行整体垂直方向和水平方向的参数调整。
本发明还提供了一种光谱波段位置校正装置，包括：
高光谱图像提取模块，用于提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像；
原始光谱波段位置标定参数获取模块，用于根据高光谱视频采集设备的配置文件，获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数；
原始标定矩阵构建模块，用于根据各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵，所述原始标定矩阵用于标定出高光谱图像的各高光谱子图像；
校正标定矩阵构建模块，用于以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向和水平方向的校正，构建校正标定矩阵；
校正标定参数生成模块，用于采用所述校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数；
标定参数替代模块，用于使用所述校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数。
由上，实现了在非实验室环境下对光谱波段位置进行校正，从而确保高光谱视频采集设备的准确度，适用于非实验室环境下的波段位置定期或不定期的校正需求。
可选的，还包括至少以下之一：温度检测模块，用于对高光谱视频采集设备所在环境的温度的变化是否超过阈值进行检测；湿度检测模块，用于对高光谱视频采集设备所在环境的湿度的变化是否超过阈值进行检测；加速度检测模块，用于对高光谱视频采集设备移动过程中的加速度的变化是否超过阈值进行检测。
由上，可以实现高光谱视频采集设备面临温度和/或湿度的变化、运输和安装中晃动等环境因素的影响，导致其光谱波段位置产生偏移时触发本发明所述校正方法。
可选的，所述原始光谱波段位置标定参数获取模块具体用于从高光谱视频采集设备的配置文件获取各光谱波段位置标定参数；每个光谱波段位置标定参数包括构成一标定矩形框的对角的两个坐标；
所述原始标定矩阵构建模块具体用于创建一段动态二维列向量，并以各原始光谱波段位置标定参数中的各所述两个坐标进行数据填充，形成原始标定矩阵。
可选的，所述校正标定矩阵构建模块包括：
垂直校正子模块，用于将原始标定矩阵中的各坐标的纵坐标与第一位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的纵坐标值；该第一位移量获得方式为：对原始标定矩阵在垂直方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；确定出所述求和结果最大时所对应的第一位移量；
水平校正子模块，用于将原始标定矩阵中的各坐标的横坐标与第二位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的横坐标值；该位移量获得方式为：对原始标定矩阵在水平方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；确定出所述求和结果最大时所对应的第二位移量；
校正标定矩阵构建子模块，用于根据所述垂直校正子模块和所述水平校正子模块的校正结果构建所述校正标定矩阵。
由上，通过上述具体的方式实现原始标定矩阵中各坐标的整体的横坐标、纵坐标的移动形成校正标定矩阵，即实现各光谱波段位置标定参数进行整体垂直方向和水平方向的参数调整。
本发明还提供了一种计算设备，包括：总线；通信接口，其与所述总线连接；至少一个处理器，其与所述总线连接；以及至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行上述技术方案中任一所述的方法。
由上，通过该计算设备可实现上述任一所述方法的执行。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行上述技术方案中任一所述的方法。
附图说明
图1为光谱波段位置校正方法的流程图。
图2为采集的一高光谱图像的示意图。
图3为校正前的原始光谱波段标定的示意图。
图4为采用本申请方法得到的光谱波段垂直方向校正后的示意图。
图5为采用本申请方法得到的光谱波段水平方向校正后的示意图。
图6为光谱波段位置校正装置的结构示意图。
图7为实现本发明的计算设备的示意图。
具体实施方式
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三等”或模块A、模块B、模块C等，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
对本申请具体实施方式进行进一步详细说明之前，对本申请实施例中涉及的名词和术语，以及其在本申请中相应的用途\作用\功能等进行说明，本申请实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
1、高光谱图像数据，同时包含了图像信息(构成图像的各像素)和光谱信息(各像素的连续波段的光谱)的数据。本发明中的高光谱图像其生成方式如下：对应原图像(非光谱图像)以相同的第一矩形大小划分为若干相同的子图像(例如可以为2*6个像素构成的矩形子图像)，将每一子图像作为一图像单元(可以理解为一个大像素)色散后生成每个图像单元的连续波段的高光谱子图像(例如图5为一图像单元(即一子图像)的连续波段的高光谱子图像)的条带，每个高光谱子图像对应相同大小的每个第二矩形(第一矩形与第二矩形可相同，如均为2*6个像素大小，也可以不同)，该各个矩形的高光谱子图像，以及各矩形之间的黑色部分(黑色部分为像素余量)形成完整的高光谱图像(例如图2所示为一高光谱图像，其由各个相同矩形的连续波段的光谱子图像构成)。其中，所述第二矩形本发明称为标定矩形框。
2、像素值，代表该像素的平均亮度信息的值，可以以灰度值表示。对于彩色图像，可以通过各色彩通道(如R/G/B通道)加权转换方法转换为灰度值表示。
针对背景技术中所提到的技术问题，本申请公开了一种光谱波段位置校正方法，主要原理包括：根据高光谱视频采集设备，如高光谱视频相机采集的高光谱视频，提取高光谱视频中的一帧作为高光谱图像；根据高光谱视频相机的配置文件，获取高光谱视频相机的每个光谱波段位置标定参数作为原始标定矩阵；根据高光谱图像使用校正算法对原始标定矩阵进行校正，生成校正标定矩阵，即生成校正后的高光谱视频相机的各光谱波段位置标定参数。该高光谱视频相机后续的对采集的图像的光谱数据的生成则根据该校正后的各光谱波段位置标定参数进行。下面结合附图和各实施例对本申请进行详细说明。
【光谱波段位置校正方法的实施例】
以高光谱视频相机为例，参照如图1示出的光谱波段位置校正方法的流程图，本申请的光谱波段位置校正方法包括如下步骤：
S11，从高光谱视频相机采集的高光谱视频中，提取高光谱视频中的一帧作为高光谱图像保存。本步骤具体包括如下子步骤：
S111，提取高光谱视频中的一帧高光谱图像作为截取图像，如图2示出了高光谱视频相机采集的一高光谱图像的示意图。
S112，将该帧高光谱图像置入一段内存空间中进行缓存，然后获取该帧高光谱图像的相关图像参数，包括获取该帧高光谱图像的长度、宽度、单像素数据宽度以及指向该高光谱图像的数据指针。
S113，使用所述图像参数复制并构造至另一段内存空间中，以便于进行算法处理，该另一段内存空间存放的数据为复制的所提取的高光谱图像，后续处理对该高光谱图像进行处理。
S12，根据高光谱视频相机的配置文件，获取高光谱视频相机的各个原始光谱波段位置标定参数，构建原始标定矩阵。本步骤具体包括如下子步骤：
S121，由于高光谱视频相机的配置文件使用二进制文件格式存储，因此首先需要使用文件流输入输出的方法以二进制读写的方式从高光谱视频相机的存储器读取出高光谱视频相机的配置文件并打开；
其中，配置文件中顺序记载了各原始光谱波段(即对应各个标定矩形框)位置标定参数，每个原始光谱波段位置标定参数包括两个位置参数，构成所述标定矩形框，即每个标定矩形框由左上角(x1,y1)和右下角(x2,y2)两个位置参数构成，形成了该矩形框的位置和尺寸。
S122，新建一段动态二维列向量用于存放各标定矩形框(即各原始光谱波段)位置参数，新建方式为:
变量名＝new变量类型[长度]，以公式描述为如下：
position＝newrectVec[numBox]，numBox为所述标定矩形框的总数量。
S123，向所构建的二维列向量中填充数据构建原始标定矩阵，包括：
根据每个标定矩形框确定高光谱图像中对应各标定矩形框的像各素位置，并填充至二维列向量中。即将高光谱图像的各子图像的光谱波段的对应的各标定矩形框的第一个顶点(左上角)的像素的二维空间坐标(x1,y1)置入第一维列向量中，第四个顶点(右下角)的像素的二维空间坐标(x2,y2)置入第二维列向量中，该动态二维列向量构成原始标定矩阵。其中，(x1,y1)和(x2,y2)即为高光谱图像中各个第二矩形框对应像素的位置。如图3为使用其中一个标定矩形框的示意图，该图3为校正前形成的其中的一个标定矩形框进行标定的示意图。
本例中，如上设标定矩形框的数量为numBox个，对应每个标定矩形框中的第一个顶点为(x1,y1)，第四个顶点为(x2,y2)，则该原始标定矩阵可记录为:
S13，根据高光谱图像和原始标定矩阵，使用自适应校正算法对原始标定矩阵进行垂直方向与水平方向的校正，生成校正标定矩阵。本步骤具体包括如下子步骤：
S131，执行垂直方向校正：根据设置的一位移变量k，对原始标定矩阵在垂直方向进行位移循环，累加高光谱图像对应位移后标定矩阵中的矩形框所有像素的和，比较最大值vm和每次位移后的像素和s，若最大值vm大于像素和s，继续位移原始标定矩阵，若最大值vm小于像素和s，将像素和s赋值给最大值vm，继续垂直位移原始标定矩阵，直到位移变量k满足循环的结束条件，当位移循环结束，将原始标定矩阵各y坐标与对应最大像素的位移变量k相加进行校正，具体算法如下：
第一步，创建垂直偏移量vs，创建垂直极值vm，创建临时总量s，创建位移变量k，其中k的范围在下界low到上界up之间。
其中k为整数，下界low到取值为-3，上界up取值为+3，本实施例中上下界如此取值，是依据在光学设计时，设置特定波段上下之间有3个像素的余量。
第二步，位移变量k取值从在下界low到上界up，位移步长为1，即共循环7次。
每当位移变量k在下界low和上界up之间进行一次循环时，临时总量s赋值为零，累加高光谱图像全部标定矩形框中的所有像素值后赋值给临时总量s，当临时总量s大于垂直极值vm时，将位移变量k值赋值给垂直偏移量vs，临时总量s赋值给垂直极值vm。直到位移变量k满足循环结束条件(执行完7次循环)，此时：
其中numBox为标定矩形框的数量，i为标定矩形框的索引。公式里的Z表示整数，即k为整数；对应第i个标定矩形框，x1[i]表示左上角x坐标，y1[i]表示左上角y坐标，x2[i]表示右下角x坐标，y2[i]表示右下角y坐标；Image(p,q)表示坐标为(p,q)像素的像素值。
第三步，将上面第二步获得的垂直偏移量vs称为第一位移量，将该第一位移量与原始标定矩阵中二维空间坐标的各y坐标相加再赋值给原始标定矩阵中二维空间坐标的各y坐标和校正标定矩阵中二维空间坐标的各y坐标，对应的得到的波段垂直方向校正后的其中的一个第二矩形框的示意图如图4所示。
S132，执行水平方向校正：根据位移变量k，对原始标定矩阵在水平方向进行位移循环，累加高光谱图像对应位移后原始标定矩阵中的矩形框所有像素的和，比较最大值hm和每次位移后的像素和s，若最大值hm大于像素和s，继续位移原始标定矩阵，若最大值hm小于像素和s，将像素和s赋值给最大值hm，继续水平位移原始标定矩阵，直到位移变量k满足循环的结束条件，当位移循环结束，将原始标定矩阵各x坐标与对应最大像素的位移变量k相加进行校正，具体算法如下：
第一步，创建水平偏移量hs，创建水平极值hm，创建临时总量s，创建位移变量k，其中k的范围在下界low到上界up之间。
其中k为整数，下界low到取值为-37，上界up取值为37，本实施例中上下界如此取值，是依据在光学设计时，设置一条特定波段从左至右一共有150个像素。
第二步，位移变量k取值从在下界low到上界up，位移步长为1，即共循环75次。
每当位移变量k在下界low和上界up之间进行一次循环时，临时总量s赋值为零，累加高光谱图像全部标定矩形框中的所有像素后赋值给临时总量s，当临时总量s大于水平极值hm时，将位移变量k值赋值给水平偏移量hs，临时总量s赋值给水平极值hm。直到位移变量k满足循环结束条件，此时：
其中numBox为标定矩形框的数量，i为标定矩形框的索引。公式里的Z表示整数，即k为整数；对应第i个标定矩形框，x1[i]表示左上角x坐标，y1[i]表示左上角y坐标，x2[i]表示右下角x坐标，y2[i]表示右下角y坐标；Image(p,q)表示坐标为(p,q)像素的像素值。
第三步，将上面第二步获得的水平偏移量hs称为第二位移量，将该第二位移量与原始标定矩阵中二维空间坐标的各x坐标相加再赋值给校正标定矩阵中二维空间坐标的各x坐标，对应的图4再经水平方向校正后的示意图如图5所示。
S14，由上，通过垂直方向和水平方向的校正后，生成的矩阵为校正标定矩阵，据此校正标定矩阵的各个高光谱子图像的光谱会被正确的标定在该校正标定矩阵中，即可以被正确的识别出对应的各个波段，采用该校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数；从而后续高光谱视频相机对采集的各帧图像进行光谱图像数据生成时，则根据该校正标定参数(即校正后的光谱波段位置标定参数)进行光谱数据的生成。
上述校正过程，可以定期执行，也可以不定期的执行，例如判断高光谱相机使用环境发生变化时执行。以高光谱相机安装于无人机上进行环境监测为例进行说明。对于该例中，高光谱相机可以设定周期的执行本申请所述方法，例如每天进行上述校正，另外，也可以根据环境情况触发本申请所述方法，进行上述校正，下面示出了例子：
例1：无人机通过安装其上的温度、湿度传感器，监测到温度或湿度相对前一周期(例如以每小时作为温度、湿度的监测周期)变化超过设定阈值时，鉴于温度突变可能引起高光谱相机的光谱波段位置产生偏移，故可触发执行本申请所述校正方法对高光谱视频采集设备进行所述校正。
例2：无人机通过安装其上的加速度传感器检测出移动方向发生突变时，鉴于其可能引起高光谱相机的晃动，而导致其光谱波段位置产生偏移，故可触发执行本申请所述校正方法对高光谱视频采集设备进行所述校正。
对应本申请的光谱波段位置校正的实现方法，本申请还相应的提供了光谱波段位置校正装置，该装置所包含的各个模块的功能或用途的实现方式，以及有益效果，可参见光谱波段位置校正的方法的各个实施例，故在介绍该该装置时不再赘述。
【光谱波段位置校正装置的实施例】
如图6示出了本发明光谱波段位置校正装置实现的结构示意图，包括：
高光谱图像提取模块61，用于提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像。其包括如下子模块：
图像提取子模块611，用于提取高光谱视频中的一帧高光谱图像；
图像缓存子模块612，用于将该帧高光谱图像置入一段内存空间中进行缓存，并获取该帧高光谱图像的相关图像参数；
图像复制子模块613，用于使用所述图像参数复制该帧高光谱图像并构造至另一段内存空间中。
原始光谱波段位置标定参数获取模块62，用于根据高光谱视频采集设备的配置文件，获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数；具体用于从高光谱视频采集设备的配置文件获取各原始光谱波段位置标定参数；每个原始光谱波段位置标定参数包括构成一标定矩形框的对角的两个坐标。
原始标定矩阵构建模块63，用于根据各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵，所述原始标定矩阵用于标定出高光谱图像的各高光谱子图像；具体用于创建一段动态二维列向量，并以各原始光谱波段位置标定参数中的各所述两个坐标进行数据填充，形成原始标定矩阵。其包括如下子模块：二维列向量构建子模块631，用于创建所述一段动态二维列向量；数据填充子模块632，用于向所构建的二维列向量中填充数据构建原始标定矩阵，所述数据为各原始光谱波段位置标定参数中的各所述两个坐标。
校正标定矩阵构建模块64，用于以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向和水平方向的校正，构建校正标定矩阵。其包括如下子模块：
垂直校正子模块641，用于将原始标定矩阵中的各坐标的纵坐标与第一位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的纵坐标值；该第一位移量获得方式为：对原始标定矩阵在垂直方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；确定出所述求和结果最大时所对应的第一位移量；
水平校正子模块642，用于将原始标定矩阵中的各坐标的横坐标与第二位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的横坐标值；该位移量获得方式为：对原始标定矩阵在水平方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；确定出所述求和结果最大时所对应的第二位移量；
校正标定矩阵构建子模块643，用于根据所述垂直校正子模块641和所述水平校正子模块642的校正结果构建所述校正标定矩阵。
校正标定参数生成模块65，用于采用所述校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数；
标定参数替代模块66，用于使用所述校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数。
以及还可包括至少以下之一：
温度检测模块601，用于对高光谱视频采集设备所在环境的温度的变化是否超过阈值进行检测；
湿度检测模块602，用于对高光谱视频采集设备所在环境的湿度的变化是否超过阈值进行检测；
加速度检测模块603，用于对高光谱视频采集设备移动过程中的加速度的变化是否超过阈值进行检测。
图7是本申请实施例提供的一种计算设备5000的结构性示意性图。该计算设备5000包括：处理器5010、存储器5020、通信接口5030、总线5040。
应理解，该图所示的计算设备5000中的通信接口5030可以用于与其他设备之间进行通信。
其中，该处理器5010可以与存储器5020连接。该存储器5020可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器5020可以是处理器5010内部的存储单元，也可以是与处理器5010独立的外部存储单元，还可以是包括处理器5010内部的存储单元和与处理器5010独立的外部存储单元的部件。
可选的，计算设备5000还可以包括总线5040。其中，存储器5020、通信接口5030可以通过总线5040与处理器5010连接。总线5040可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。所述总线5040可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，该图中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
应理解，在本申请实施例中，该处理器5010可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器5010采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。
该存储器5020可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器5010提供指令和数据。处理器5010的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器5010还可以存储设备类型的信息。
在计算设备5000运行时，所述处理器5010执行所述存储器5020中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。
应理解，根据本申请实施例的计算设备5000可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备5000中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请保护范畴。
Claims (10)
1.一种光谱波段位置校正方法，其特征在于，包括步骤：
提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像；
根据高光谱视频采集设备的配置文件，获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵；所述原始标定矩阵用于标定出高光谱图像的各高光谱子图像；
以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向和水平方向的校正，构建校正标定矩阵；
采用所述校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数；并使用所述校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像前还包括步骤：
判断出高光谱视频采集设备所在环境的温度和/或湿度的变化超过阈值，或
判断出高光谱视频采集设备移动过程中的加速度的变化超过阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵包括：
从高光谱视频采集设备的配置文件获取各原始光谱波段位置标定参数；每个所述原始光谱波段位置标定参数包括构成一标定矩形框的对角的两个坐标；
创建一段动态二维列向量，并以各原始光谱波段位置标定参数中的各所述两个坐标进行数据填充，形成所述原始标定矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向的校正，构建校正标定矩阵包括：
对原始标定矩阵在垂直方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；
确定所述求和结果最大时所对应的第一位移量；
将原始标定矩阵中的各坐标的纵坐标与该第一位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的纵坐标值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述使用校正算法以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体水平方向的校正，构建校正标定矩阵包括：
对原始标定矩阵在水平方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；
确定所述求和结果最大时所对应的第二位移量，将原始标定矩阵中的各坐标的横坐标与该第二位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的横坐标值。
6.一种光谱波段位置校正装置，其特征在于，包括：
高光谱图像提取模块，用于提取出高光谱视频采集设备采集的一帧高光谱图像；
原始光谱波段位置标定参数获取模块，用于根据高光谱视频采集设备的配置文件，获取该设备的各原始光谱波段位置标定参数；
原始标定矩阵构建模块，用于根据各原始光谱波段位置标定参数构建原始标定矩阵，所述原始标定矩阵用于标定出高光谱图像的各高光谱子图像；
校正标定矩阵构建模块，用于以使被标定出的各高光谱子图像所包含的各像素的像素值的和最大的方式对所述原始标定矩阵进行整体垂直方向和水平方向的校正，构建校正标定矩阵；
校正标定参数生成模块，用于采用所述校正标定矩阵对各原始光谱波段位置标定参数进行参数调整，以构建校正标定参数；
标定参数替代模块，用于使用所述校正标定参数替代所述原始光谱波段位置标定参数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括至少以下之一：
温度检测模块，用于对高光谱视频采集设备所在环境的温度的变化是否超过阈值进行检测；
湿度检测模块，用于对高光谱视频采集设备所在环境的湿度的变化是否超过阈值进行检测；
加速度检测模块，用于对高光谱视频采集设备移动过程中的加速度的变化是否超过阈值进行检测。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述原始光谱波段位置标定参数获取模块具体用于从高光谱视频采集设备的配置文件获取各原始光谱波段位置标定参数；每个原始光谱波段位置标定参数包括构成一标定矩形框的对角的两个坐标；
所述原始标定矩阵构建模块具体用于创建一段动态二维列向量，并以各原始光谱波段位置标定参数中的各所述两个坐标进行数据填充，形成原始标定矩阵。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述校正标定矩阵构建模块包括：
垂直校正子模块，用于将原始标定矩阵中的各坐标的纵坐标与第一位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的纵坐标值；该第一位移量获得方式为：对原始标定矩阵在垂直方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；确定出所述求和结果最大时所对应的第一位移量；
水平校正子模块，用于将原始标定矩阵中的各坐标的横坐标与第二位移量相加作为所述校正标定矩阵中对应的各坐标的横坐标值；该位移量获得方式为：对原始标定矩阵在水平方向进行位移，每次位移对高光谱子图像对应该次位移后的标定矩阵中的各标定矩形框中的所有像素求和；确定出所述求和结果最大时所对应的第二位移量；
校正标定矩阵构建子模块，用于根据所述垂直校正子模块和所述水平校正子模块的校正结果构建所述校正标定矩阵。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
总线；
通信接口，其与所述总线连接；
至少一个处理器，其与所述总线连接；以及
至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行权利要求1至5任一所述的方法。
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