CN206804159U - 一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于连接器技术领域，提供了一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，包括用于进行光学成像的镜头；用于进行窄带滤波的滤波模组；用于将滤波后的光学图像转换为电子信号的图像传感器；用于控制图像传感器工作并对所述电子信号进行处理的微控制器；及用于输出光谱图像数据的图像输出装置。所述镜头、滤波模组及图像传感器的数量对应一致且都分别至少为1个，每个镜头分别通过对应的一个滤波模组及一个图像传感器与所述微控制器相连接，所述图像输出装置与所述微控制器相连接；其中，至少1个滤波模组为多通道滤波模组。减少了图像配准工作量，提高了工作效率，同时有效提高了图像配准精度。
Description
技术领域
本实用新型属于光谱成像技术领域，尤其涉及一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪。
背景技术
随着光谱技术的迅猛发展，光谱成像技术在资源环境调查与城市管理、灾害监测与抢险救援、国防安全与反恐维稳等诸多领域发挥重要作用。以中国中科院为首的国家重点科研单位在光谱成像技术多领域，规划全国光谱成像网，以促进光谱成像技术发展。随着光电传感器发展及相关光谱产业软硬件技术发展，光谱成像设备逐渐向小型化，低能耗，高分辨率，高幅宽等方向发展。总而言之，光谱成像技术会在检测，监测，观察等领域扮演着越来越重要的角色。
目前现有的光谱成像仪的工作原理是每个单通道滤波片都会产生一个光谱图像数据，因而在图像配准时，如有4个光谱图像数据，则需要进行4个光谱图像数据的配准，如有更多个光谱图像数据，则需要对应进行相应的多个光谱图像数据的配准，因此现有的光谱成像仪配准工作量大，工作效率低，同时容易造成配准后的图像模糊。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，旨在解决现有的光谱成像仪配准工作量大、效率低及配准图像模糊的技术问题。
本实用新型是这样实现的，一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，包括
用于进行光学成像的镜头；
用于进行窄带滤波的滤波模组；
用于将滤波后的光学图像转换为电子信号的图像传感器；
用于控制图像传感器工作并对所述电子信号进行处理的微控制器；及
用于输出光谱图像数据的图像输出装置。
所述镜头、滤波模组及图像传感器的数量对应一致且都分别至少为1个，每个镜头分别通过对应的一个滤波模组及一个图像传感器与所述微控制器相连接，所述图像输出装置与所述微控制器相连接；
其中，至少1个滤波模组为多通道滤波模组。
进一步地，所述镜头为光学成像镜。
进一步地，所述多通道滤波模组包括多通道滤光片。
进一步地，所述图像传感器为CDD图像传感器或CMOS图像传感器。
进一步地，所述微控制器包括
用于选择拍照或录像模式的工作模式选择模块，
用于对各模式下通过图像传感器采集的图像信号进行配准的配准模块；
用于对配准后的图像进行分解的分解模块；
用于对分解的图像进行合成的合成模块，及
用于对合成后的图像传输给图像输出装置的输出模块。
进一步地，所述微控制器还包括用于对所述合成后的图像进行存储的存储模块。
本实用新型提供的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，通过将至少1个滤波模组设置为多通道滤波模组，有效减少了滤波模组及图像传感器的数量，从而减少了采集的且需要配准的光谱图像数据，减少了图像配准工作量，提高了工作效率，同时有效提高了图像配准精度。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种实施例的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪的结构框图。
图2是本实用新型提供的微控制器的结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型的实施例提供一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，包括
用于进行光学成像的镜头；
用于进行窄带滤波的滤波模组；
用于将滤波后的光学图像转换为电子信号的图像传感器；
用于控制图像传感器工作并对所述电子信号进行处理的微控制器40；及
用于输出光谱图像数据的图像输出装置50。
所述镜头、滤波模组及图像传感器的数量对应一致且都分别至少为1个，每个镜头分别通过对应的一个滤波模组及一个图像传感器与所述微控制器40相连接，所述图像输出装置50与所述微控制器40相连接；其中，至少1个滤波模组为多通道滤波模组。
具体地，所述镜头包括第一镜头101、第二镜头201、……及第N镜头301，所述滤波模组包括第一滤波模组102、第二滤波模组202、……及第N滤波模组302，所述图像传感器包括第一图像传感器103、第二图像传感器、……及第N图像传感器303；
所述第一镜头101与第一滤波模组102相连接，第一滤波模组102又与第一图像传感器103相连接，第一图像传感器103又与微控制器40相连接；所述第二镜头201与第二滤波模组202相连接，第二滤波模组202又与第二图像传感器203相连接，第二图像传感器203又与微控制器40相连接；同样，第N镜头301、第N滤波模组302及第N图像传感器303顺次连接，第N图像传感器303又与所述微控制器40相连接。
当所述基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪工作时，所述微控制器40控制图像传感器工作，分别通过对应的镜头及滤波模组采集对应的窄带光谱数据。
本发明的实施例中，所述滤波模组中至少有一个滤波模组为多通道滤波模组，当然也可以所有的滤波模组全部都为多通道滤波模组。
现有的光谱成像仪的工作原理是每个单通道滤波模组都会产生一个光谱图像数据，因而在图像配准时，如有4个光谱图像数据，则需要控制4个单通道滤波模组对采集的图像进行滤波，则需要进行4个光谱图像数据的配准；而本实用新型的方案只需要采用两个双通道的滤波模组就可以实现，即多通道窄带滤波成像仪具备单个传感器可以携带多通道滤波模组，如选用450nm，550nm，650nm，850nm的光谱图像数据，则只需要2个图像传感器就能实现，每个图像传感器连接一个双通道滤波模组及一个镜头，因此每个图像传感器就会得到一个双通道的光谱图像数据，如第一图像传感器得到450nm，550nm的光谱图像数据，第二个图像传感器得到650nm，850nm的光谱图像数据，故配准时只需要对2个光谱图像数据进行配准，相比于现有的对4个光谱图像数据进行配准，可有效减少图像配准工作量，降低计算难度，有效提供光谱成像仪的工作效率，同时可以大大提高图像配准的精度。
进一步地，本实施例中所述镜头为光学成像镜。
进一步地，本实施例中所述多通道滤波模组包括多通道滤光片。滤波片的带宽的窄或宽，决定光谱分辨率的能力，可以根据被测物的光谱分辨率需求来指定滤波片带宽。
进一步地，本实施例中所述图像传感器为CDD图像传感器或CMOS图像传感器。
更进一步地，本实施例中，所述微控制器40包括
用于选择拍照或录像模式的工作模式选择模块41；
用于对各模式下通过图像传感器采集的图像信号进行配准的配准模块42；
用于对配准后的图像进行分解的分解模块43；
用于对分解的图像进行合成的合成模块44，及
用于对合成后的图像传输给图像输出装置的输出模块45。
本实用新型的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪在具备图像传感器排列与运动方向平行一致时，可以通过3种方式实现高宽幅模式，方式一：采用视频模式进行获取图像，对采集的视频进行剪辑，选则剪辑的图片，选定图片中几个合适的位置点作为匹配参考点，配准后的图就能获得较大宽幅或最大的单个相机传感器的宽幅；方式二：采用拍照和视频模式，将拍照的照片作为基准图像，然后在基准图像选择合适位置点作为匹配参考点，就可以与剪辑的图像匹配后获得较大宽幅或最大的单个相机传感器的宽幅；方式三：采用拍照模式时，则有运动参数(V,T,S)决定，V值得是传感器相对被测量物体的相对速度，T指相连2个传感器的拍照时间差，S指的是相邻2个传感器的距离。
本实用新型的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪的图像采集摆脱了其它光谱成像光谱仪单一的采集模式，可以在图像质量要求不高的前提下采用视频模式进行图像采集，在需要高质量图像时进行拍照模式或进行采集拍照&视频共存模式。具体可以通过所述的工作模式选择模块41选择具体的工作模式。
本实用新型的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪工作原理如下：
第一、控制单元根据用户需求确认各多通道或单通道窄带滤波成像仪图像采集方式是采用视频采集或拍照采集或拍照&视频采集模式，并通过所述工作模式选择模块41进行模式选择；
采用视频采集模式时，
1、控制单元无需考虑各图像传感器同时工作，直接将视频录下；
2、将录下的图像进行剪辑得到需要的图像；
采用拍照采集模式时，
1、首先确认多通道窄带成像仪是几个传感器同时工作，若单个图像传感器工作时，则对拍照可任意进行
2、若是多个图像传感器同时工作时，则需要将确定各图像传感器间的距离，及与图像传感器相对被测物的运动方向，这样可以在图像配准时获得最大的光谱宽幅图像。
采用拍照&视频采集模式时，可分别采用上述两种模式的采集方法进行工作。
第二，配准模块42将采集的所有图像进行配准；
第三，配准后的图像经过微控制器40的处理，并通过分解模块43将多通道的光谱图像分解出多个单通道光谱图像数据；
第四，通过合成模块44将所有图像传感器获得的多个单通道光谱数据进行合成新的多通道光谱数据；
第五，通过控制输出模块45控制将合成的多通道光谱数据输出给所述图像输出装置50，通过对图像输出装置50得到的多通道光谱数据进行分析，可以得到对应的需求结果。
进一步地，所述微控制器40还包括用于对所述合成后的图像进行存储的存储模块46。
当合成模块44合成的多通道光谱图像数据不需要立即输出的时候，可以暂时通过所述存储模块46进行存储，微控制器40可以随时通过控制存储模块46从而调取其中需要的光谱数据并通过输出模块45发送出来。
本实用新型的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，可以在图像质量不高的前提下采用视频模式进行采集，在需要高质量图像时进行拍照模式进行采集或拍照视频共存模式。因采用至少一个多通道滤波模组，有效减少了滤波模组及图像传感器的数量，从而减少了采集的且需要配准的光谱图像数据，减少了图像配准工作量，提高了工作效率，同时有效提高了图像配准精度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，其特征在于：包括
用于进行光学成像的镜头；
用于进行窄带滤波的滤波模组；
用于将滤波后的光学图像转换为电子信号的图像传感器；
用于控制图像传感器工作并对所述电子信号进行处理的微控制器；及
用于输出光谱图像数据的图像输出装置；
所述镜头、滤波模组及图像传感器的数量对应一致且都分别至少为1个，每个镜头分别通过对应的一个滤波模组及一个图像传感器与所述微控制器相连接，所述图像输出装置与所述微控制器相连接；
其中，至少1个滤波模组为多通道滤波模组。
2.如权利要求1所述的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，其特征在于：所述镜头为光学成像镜。
3.如权利要求1所述的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，其特征在于：所述多通道滤波模组包括多通道滤光片。
4.如权利要求1所述的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，其特征在于：所述图像传感器为CDD图像传感器或CMOS图像传感器。
5.如权利要求1所述的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，其特征在于：所述微控制器包括
用于选择拍照或录像模式的工作模式选择模块，
用于对各模式下通过图像传感器采集的图像信号进行配准的配准模块；
用于对配准后的图像进行分解的分解模块；
用于对分解的图像进行合成的合成模块，及
用于对合成后的图像传输给图像输出装置的输出模块。
6.如权利要求5所述的基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪，其特征在于：
所述微控制器还包括用于对所述合成后的图像进行存储的存储模块。
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| CN201720660716.3U CN206804159U (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种基于滤波模组的多通道窄带滤波成像仪 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109163804A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-08 | 首都师范大学 | 多光谱相机、电子设备及多光谱相机的制作方法 |
| CN110672206A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-10 | 中国海洋大学 | 一种双狭缝曲面棱镜色散超大视场光谱仪光学系统 |
| CN113125008A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 北京微视新纪元科技有限公司 | 一种高光谱相机、光谱仪及其制作方法 |
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2017
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