CN114554052A - 基于多光谱特征的线扫相机成像方法 - Google Patents

基于多光谱特征的线扫相机成像方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法，包括两个多光谱光源，线扫相机，图像处理系统；该方法包括：1)、所述两个多光谱光源同时分别发射出三组单光谱光源照射物品；2)、所述线扫相机通过两个多光谱光源分别发射出三组单光谱光源对物品进行扫描取像，分别得到三组单光谱物品成像；3)、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统，通过三组单光谱物品成像进行图像融合获取完整的物品成像。本发明提供一种成像效果更好，速度更快，成像效率更高的一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法。

Description

基于多光谱特征的线扫相机成像方法
技术领域
本发明涉及多光谱成像技术领域，特别涉及一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法。
背景技术
多光谱成像是一种能够同时获取光谱特征和空间图像信息的基本设备，是光电成像系统发展的重要方向。多光谱成像系统可提供具有3至20个非连续波段的图像，并已在农业和食品领域得到广泛应用。
从成像原理上讲，多光谱成像技术就是把入射的全波段或宽波段的光信号分成若干个窄波段的光束，然后把它们分别成像在相应的探测器上，从而获得不同光谱波段的图像。实际使用时，要更有效地提取目标特征并进行识别，探测系统需要有精细的光谱分辨能力，就要求把光谱分得更窄并采用多个波段，而完成这一任务的就是成像分光技术
目前多光谱成像技术一般都运用在面相机上，成像速度慢，效率不高，并且清晰度并不能满足社会发展的需要；所以人们渴望一种利用多光谱成像技术在成像上速度更快，效率更高，成像更加清晰。
本发明是将多光谱技术应用在线扫相机上，通过线扫相机成像，利用图像系统进行融合，使成像速度更快，效率更好，成像效果更好。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种成像效果更好，速度更快，成像效率更高的一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法。
为实现上述发明目的，本发明提出一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法，包括两个多光谱光源，线扫相机，图像处理系统；该方法包括
步骤1)、所述两个多光谱光源同时分别发射出三组单光谱光源照射物品；
步骤2)、所述线扫相机通过两个多光谱光源分别发射出三组单光谱光源对物品进行扫描取像，分别得到三组单光谱物品成像；
步骤3)、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统，通过三组单光谱物品成像进行图像融合获取完整的物品成像。
所述多光谱光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源、白色光源、远红外光源、近红外光源、黄色光源、紫外光源。
所述步骤1)三组单光谱光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源。
所述多光谱光源包括多光谱LED光源。
所述步骤3)还包括如下步骤：
a、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统；
b、在图像处理系统中，将三组单光谱物品成像分别按固定比例进行缩放；
c、将缩放后的三组单光谱物品成像按配准算法进行对齐，得到两个矩阵公式；
d、将两个矩阵公式中的第三列元素分别进行更新，得到两个新的矩阵公式；
e、使用新的两个矩阵公式与原始三组单光谱物品成像进行对齐融合，得到完整彩色图像。
所述步骤c中配准算法包括将一组单光谱物品成像作为基准图像，另外两个单光谱物品成像与基准图像融合，分别得到两个矩阵公式：
Figure BDA0003511438590000021
所述步骤d中将第三列元素分别进行更新是将a13元素、a23元素，b13元素、b23元素更新，得到两个新矩阵公式：
Figure BDA0003511438590000031
Figure BDA0003511438590000032
其中，S代表固定缩放比例。
本发明提供技术方案的有益效果是:本发明将多光谱单色光源利用线扫相机成像，通过图像处理系统进行图像融合处理，大大提高了成像速度，同时也提升了成像效率，成像清晰度大大提高；本发明方法易于操作，成本较低，适于普遍推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例基于多光谱特征的线扫相机成像方法的图像融合步骤流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法。
参照图1，在本发明一实施例中，该基于多光谱特征的线扫相机成像方法，包括两个多光谱光源，线扫相机，图像处理系统；该方法包括
步骤1)、所述两个多光谱光源同时分别发射出三组单光谱光源照射物品；
步骤2)、所述线扫相机通过两个多光谱光源分别发射出三组单光谱光源对物品进行扫描取像，分别得到三组单光谱物品成像；
步骤3)、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统，通过三组单光谱物品成像进行图像融合获取完整的物品成像。
本实施例，优选地，所述多光谱光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源、白色光源、远红外光源、近红外光源、黄色光源、紫外光源。
本实施例，优选地，所述步骤1)三组单光谱光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源。
本实施例，优选地，所述多光谱光源包括多光谱LED光源。
本实施例，所述两个多光谱光源分别发出三组单色光谱，该三组单色光谱可以是红色光谱，绿色光谱，蓝色光谱；所述两个多光谱光源为多光谱LED光源；所述两个多光谱LED光源先发射红色光源照射物品，接着，通过线扫相机对该物品进行扫描拍摄取得一个红色光谱照射下的物品成像；
接着，两个多光谱LED光源发射绿色光源照射物品，接着，通过线扫相机对该物品进行扫描拍摄取得一个绿色光谱照射下的物品成像；
其次，两个多光谱LED光源发射蓝色光源照射物品，接着，通过线扫相机对该物品进行扫描拍摄取得一个蓝色光谱照射下的物品成像；
所述线扫相机将取得的红色、绿色、蓝色原始的三色单光谱图像分别输入至图像处理系统，该图像处理系统通过三组单光谱物品成像进行图像融合处理获取完整的彩色物品成像。
参看图1，上述所述步骤3)还包括如下步骤：
S100、开始；
S200、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统；
S300、在图像处理系统中，将三组单光谱物品成像分别按固定比例进行缩放；
S400、将缩放后的三组单光谱物品成像按配准算法进行对齐，得到两个矩阵公式；
S500、将两个矩阵公式中的第三列元素分别进行更新，得到两个新的矩阵公式；
S600、使用新的两个矩阵公式与原始三组单光谱物品成像进行对齐融合，得到完整彩色图像；
S700、结束。
本实施例中，所述步骤S400中配准算法包括将一组单光谱物品成像作为基准图像，另外两个单光谱物品成像与基准图像对齐，分别得到两个矩阵公式：
Figure BDA0003511438590000061
上述所说的配准算法也就是说，例如：将红色单光谱物品成像作为基准图像，绿色单光谱物品成像与红色单光谱物品成像对齐得到A矩阵；所述蓝色单光谱物品成像与红丝单光谱物品成像对齐得到B矩阵；当然，我们可以把其他单光谱物品成像作为基准图像，另外，两种单光谱成像与基准图像对齐分别得到A矩阵和B矩阵。
所述步骤S500中将第三列元素分别进行更新是将a13元素、a23元素，b13元素、b23元素更新，得到两个新矩阵公式：
Figure BDA0003511438590000062
Figure BDA0003511438590000063
其中，S代表固定缩放比例。
本发明首先通过图像缩放算法将三幅单光普原图片缩小至一个相同的比例S，比如长和宽分别缩小至原来的1/10，此时S＝10。这时每一幅图片的数据量减小为原来的1/100；
接着对第一步得到的缩小后的3幅图像使用传统的增强相关系数图像配准算法(ECC算法)求出两个最佳的图像对齐参数矩阵，也就是上述得出的A矩阵和B矩阵。
该步骤最为耗时，但因为每一幅图像的数据量大幅减少，所以运算速度在这一步得到很大提升，成像速度更快，效率更高。
使用更新后的新的Anew矩阵和Bnew矩阵对原始三组单光谱物品成像进行对齐融合由此即可得到完整的彩色物品成像。
这里所述的原始三组单光谱物品成像就是步骤1)中，红色、绿色、蓝色单光谱光源分别照射物品，通过线扫相机扫描拍摄的三组原始单光谱图像。
本发明是首次将多光谱技术应用在线扫相机进行成像，不仅成像速度高，而且清晰度高，是多光谱技术成像的一次技术升级，目前市场上还没有出现类似的技术，适于普遍推广。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于:包括两个多光谱光源，线扫相机，图像处理系统；该方法包括
步骤1)、所述两个多光谱光源同时分别发射出三组单光谱光源照射物品；
步骤2)、所述线扫相机通过两个多光谱光源分别发射出三组单光谱光源对物品进行扫描取像，分别得到三组单光谱物品成像；
步骤3)、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统，通过三组单光谱物品成像进行图像融合获取完整的物品成像。
2.根据权利要求1所述的基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于：所述多光谱光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源、白色光源、远红外光源、近红外光源、黄色光源、紫外光源。
3.根据权利要求2所述的基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于：所述步骤1)三组单光谱光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源。
4.根据权利要求3所述的基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于：所述多光谱光源包括多光谱LED光源。
5.根据权利要求1～4任一项所述的基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于：所述步骤3)还包括如下步骤：
a、将三组单光谱物品成像分别输入图像处理系统；
b、在图像处理系统中，将三组单光谱物品成像分别按固定比例进行缩放；
c、将缩放后的三组单光谱物品成像按配准算法进行对齐，得到两个矩阵公式；
d、将两个矩阵公式中的第三列元素分别进行更新，得到两个新的矩阵公式；
e、使用新的两个矩阵公式与原始三组单光谱物品成像进行对齐融合，得到完整彩色图像。
6.根据权利要求5所述的基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于：所述步骤c中配准算法包括将一组单光谱物品成像作为基准图像，另外两个单光谱物品成像与基准图像对齐，分别得到两个矩阵公式：
Figure FDA0003511438580000021
7.根据权利要求6所述的基于多光谱特征的线扫相机成像方法，其特征在于：所述步骤d中将第三列元素分别进行更新是将a13、a23，b13、b23更新，得到两个新矩阵公式：
Figure FDA0003511438580000022
Figure FDA0003511438580000023
其中，S代表固定缩放比例。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104156954A (zh) * 2014-08-01 2014-11-19 西安电子科技大学 适于多光谱图像压缩的配准预处理系统
CN110475036A (zh) * 2019-06-28 2019-11-19 佛山市景瞳科技有限公司 一种多谱段陶瓷光谱还原系统及方法
CN110927073A (zh) * 2019-11-06 2020-03-27 广东弓叶科技有限公司 多光谱成像方法、电子装置及存储介质
CN110971883A (zh) * 2019-11-06 2020-04-07 广东弓叶科技有限公司 彩色图像成像方法、电子装置及存储介质
CN111957600A (zh) * 2020-08-06 2020-11-20 北京霍里思特科技有限公司 多光谱融合的物料识别系统、智能分选设备及分选方法
CN112132877A (zh) * 2020-09-30 2020-12-25 东南大学 一种基于sift特征的图像配准改进算法
CN112218729A (zh) * 2018-06-11 2021-01-12 克里奥瓦克公司 用于检测外来物品的产品流的内置检查的过程和系统
CN113483892A (zh) * 2021-06-25 2021-10-08 七海测量技术（深圳）有限公司 一种多光谱影像测量系统和方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104156954A (zh) * 2014-08-01 2014-11-19 西安电子科技大学 适于多光谱图像压缩的配准预处理系统
CN112218729A (zh) * 2018-06-11 2021-01-12 克里奥瓦克公司 用于检测外来物品的产品流的内置检查的过程和系统
CN110475036A (zh) * 2019-06-28 2019-11-19 佛山市景瞳科技有限公司 一种多谱段陶瓷光谱还原系统及方法
CN110927073A (zh) * 2019-11-06 2020-03-27 广东弓叶科技有限公司 多光谱成像方法、电子装置及存储介质
CN110971883A (zh) * 2019-11-06 2020-04-07 广东弓叶科技有限公司 彩色图像成像方法、电子装置及存储介质
CN111957600A (zh) * 2020-08-06 2020-11-20 北京霍里思特科技有限公司 多光谱融合的物料识别系统、智能分选设备及分选方法
CN112132877A (zh) * 2020-09-30 2020-12-25 东南大学 一种基于sift特征的图像配准改进算法
CN113483892A (zh) * 2021-06-25 2021-10-08 七海测量技术（深圳）有限公司 一种多光谱影像测量系统和方法

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