LV14207B - Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor - Google Patents

Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor Download PDF

Info

Publication number
LV14207B
LV14207B LVP-10-98A LV100098A LV14207B LV 14207 B LV14207 B LV 14207B LV 100098 A LV100098 A LV 100098A LV 14207 B LV14207 B LV 14207B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
spectral
image
images
bands
multispectral
Prior art date
Application number
LVP-10-98A
Other languages
Latvian (lv)
Other versions
LV14207A (en
Inventor
Janis Spigulis
Dainis Jakovels
Uldis Rubins
Original Assignee
Univ Latvijas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Latvijas filed Critical Univ Latvijas
Priority to LVP-10-98A priority Critical patent/LV14207B/en
Publication of LV14207A publication Critical patent/LV14207A/en
Publication of LV14207B publication Critical patent/LV14207B/en
Priority to PCT/LV2011/000003 priority patent/WO2012002787A1/en
Priority to EP11710051.1A priority patent/EP2589225A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2823Imaging spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/462Computing operations in or between colour spaces; Colour management systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

Invention relates to methods of digital colour image processing, in particular - to selection of images corresponding to more than three different spectral bands from a single RGB data set. In the proposed method of multi-spectral imaging, the object is illuminated simultaneously at several spectral bands, and the values of Ri-, Gi- un Bi-signals detected at each i-pixel of the image are identified. Further they are compared mutually and with externally determined signal discrimination level S that allows registering only one or two of the R-, G- and/or B-bands within the spectral sensitivity range of the sensor. In order to increase the number of available spectral images, the S-values are continuously variable up to the highest of all possible signal values of the R, G or B band, with condition that linear photo-response of the RGB sensor is ensured. Depending on the S-value, two situations are analyzed - if two colour band signals are registered simultaneously (i.e. B and G, G and R or B and R), or if the signals are registered only at one colour band - and after logical analysis the spectral interval(-s) of the pixel-registered radiation is identified. Further each spectral image is formed from the pixels that correspond to a particular selected spectral range. A device for multi-spectral imaging to implement this method comprises a multi-spectral light source, objective-equipped digital RGB sensor, RGB data set storage device, convertor that converts the RGB data into a set of spectral intensities in accordance with the selected signal discrimination level, selector of images that selects the images related to each particular spectral band, and the output device, e.g. PC-monitor.

Description

Izgudrojuma aprakstsDescription of the Invention

Tehnikas jomaTechnical field

Izgudrojums attiecas uz digitālo krāsu attēlu apstrādes metodiku, konkrēti - uz vairāk kā triju atšķirīgām spektra joslām atbilstošu attēlu selekciju no viena RGB attēla datu masīva.The invention relates to a method for processing digital color images, in particular to selecting images corresponding to more than three different spectral bands from a single RGB image data array.

Zināmais tehnikas līmenisKnown state of the art

Multispektrālu attēlu kopu analīze ļauj identificēt attēlos objektu zonas ar dažādām spektrālās absorbcijas vai emisijas īpatnībām, kas ir noderīgi mākslas darbu ekspertīzei, Zemes virsmas kontrolei no satelītiem, ādas klīniskajai diagnostikai u.c. multispektrālu attēlu iegūšanai bieži izmanto digitālos sensorus - divdimensiju fotomatricas komplektā ar dažādos spektra apgabalos caurlaidīgiem filtriem, piemēram, rotējošu disku ar dažādu krāsu filtru komplektu /E.C. Ruvolo et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 75480A, 2010/ un ar elektriskiem signāliem spektrāli skanējamus akustooptiskos vai šķidro kristālu filtrus /http://www.usgs.gov/science/science.php?term=765/.Analysis of multispectral image sets allows the identification of areas of objects in the images with various spectral absorption or emission characteristics useful for expert examination of works of art, satellite monitoring of the Earth's surface, clinical diagnosis of the skin, etc. Digital sensors are often used to produce multispectral images - a two-dimensional array of photographic matrices with filters that pass through different spectral regions, such as a rotating disk with a set of different color filters /E.C. Ruvolo et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 75480A, 2010 / and Acoustic or Liquid Crystal Filters spectrally read with electrical signals /http://www.usgs.gov/science/science.php?term=765/.

Digitālajos RGB sensoros ir iebūvēti triju krāsu (zilas, zaļas un sarkanas) spektrālie filtri, kas tiek izmantoti multispektrālai attēlošanai dažādās kombinācijās ar ārējiem spektrāliem filtriem /US 7612822 B2; US 2009290124 (Al); JP 2008136251 (A)/. Cits veids, kā iegūt multispektrālus attēlus, ir vairāku dažādās spektra joslās emitējošu gaismas avotu, piemēram, dažādu krāsu LED /WO 2008093988 (Al)/ izmantošana secīgai objekta apgaismošanai, katrā apgaismojuma spektra joslā uzņemot savu attēlu.Digital RGB sensors incorporate three-color (blue, green, and red) spectral filters, which are used for multispectral imaging in various combinations with external spectral filters / US 7612822 B2; US 2009290124 (A1); JP 2008136251 (A) /. Another way to obtain multi-spectral images is to use multiple light sources emitting in different spectral bands, such as LEDs of different colors / WO 2008093988 (Al) /, for sequential illumination of the subject by capturing its own image in each light spectrum band.

Minētās metodes ir praktiski izmantojamas, bet to trūkums ir nepieciešamība uzņemt vairākus secīgus viena un tā paša objekta attēlus dažādās spektra joslās. Pirmkārt, tas ir laikietilpīgs process. Otrkārt, uzņemšanas laikā objekta īpašības var mainīties, piemēram, tas var izkustēties, un tādā gadījumā vai nu jāsamierinās ar kļūdainiem rezultātiem, vai apstrādes algoritmā jāietver papildus procedūras attēlu stabilizācijai, kas aizkavē operatīvu informācijas iegūšanu. Treškārt, tiek uzkrāts liels daudzums nevajadzīgas informācijas par attēlu detaļām. Ceturtkārt, šādas aparatūras konstrukcijas ir sarežģītas un dārgas, jo papildus RGB sensoram ar objektīvu tās ietver ārējās filtrēšanas ierīces vai spektrāli atšķirīgu apgaismošanas avotu komplektus.These techniques are practical, but their drawback is the need to take several sequential images of the same subject in different spectral bands. First of all, it is a time consuming process. Second, during the capture, the properties of the object may change, such as its movement, in which case either the erroneous results have to be accepted or the processing algorithm must include additional procedures for image stabilization, which delay the rapid acquisition of information. Third, a large amount of unnecessary information about image details is stored. Fourth, such hardware designs are complex and expensive because they include external filtering devices or sets of spectrally different illumination sources in addition to the RGB sensor lens.

Šādi trūkumi nepiemīt viena RGB attēla multispektrālās analīzes metodikai. Ar digitālo RGB sensoru, piemēram, CCD vai CMOS Zhttp.7/broadcastengineering.com/hdtv/ccd-cmos// uzņemtie attēli tiek reproducēti krāsu formātā, katrā attēla punktā jeb pikselī vispirms nosakot sarkanajā (R), zaļajā (G) un zilajā (B) spektra joslā reģistrēto signālu skaitliskās vērtības Ri, Gjun Bj, kur indekss i norāda uz pikseļa numuru, un pēc tam piešķirot šim pikselim attiecīgajai RjGiBj kombinācijai atbilstošo krāsu. Atsevišķo R-, G- un B-kanālu spektrālo jutību nosaka triju veidu filtrējošo pārklājumu un pašas matricas fotodetektoru materiāla (piemēram, silīcija) absorbcijas īpašības. Sērijveidā ražotiem RGB seņsoriem triju joslu spektrālās jūtības līknes ir atrodamas produkta specifikācijā; tās ari ir eksperimentāli izmērāmas. Tādējādi no viena RGB krāsu attēla datu masīva ir iespējams papildus izdalīt tris spektrāli selektīvus apakšattēlus R-, G- un B-joslās (atbilstoši no objekta izstarotajai vai atstarotajai gaismai spektra sarkanajā, zaļajā un zilajā daļā) un veikt multispektrālo analīzi, šos apakšattēlus dalot, atņemot vienu no otra vai tml. /D. Kapsokalyvas et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 754808, 2010/. Fiksējot noteiktu sensora izejas signālu diskriminācijas līmeni, virs kura jebkuram viļņu garumam sensora spektrālās jūtības diapazonā atbilst tikai divas vai viena no R, G, B vērtībām, ir iespējams ar loģiskas analīzes palīdzību RGB datu masīvā izdalīt vēl sešus šaurākus spektra intervālus /J. Spīgulis et al., Proc. SP1E, Vol. 7557, 75570M, 2010/. Šis informācijas avots ir tuvākais tehniskais risinājums piedāvātajam izgudrojumam.Such drawbacks do not exist in the methodology of multispectral analysis of a single RGB image. Pictures taken with a digital RGB sensor such as CCD or CMOS Zhttp.7 / broadcastengineering.com / hdtv / ccd-cmos // are reproduced in color format, with each pixel or pixel first determined by red (R), green (G) and blue (B) the numerical values Ri, Gjun Bj of the signals recorded in the spectral band, where the index i indicates the pixel number, and then assigning this pixel the corresponding color for the corresponding combination of RjGiBj. The spectral sensitivity of the individual R, G, and B channels is determined by the absorption properties of the three types of filter coatings and the matrix photodetector material itself (e.g., silicon). For series-produced RGB series, the three-band spectral sensitivity curves can be found in the product specification; they are also experimentally measurable. Thus, three spectrally selective sub-images in the R, G, and B bands (corresponding to the light emitted or reflected by the object in the red, green, and blue bands of the spectrum) can be further separated from a single RGB color image data array, minus one another or the like. / D. Kapsokalyvas et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 754808, 2010 /. By fixing a certain level of discrimination of the sensor output signals above any two or one of the R, G, B values at any wavelength in the sensor's spectral sensitivity range, it is possible to logically analyze a further six narrower spectral ranges in the RGB array. Spīgulis et al., Proc. SP1E, Vol. 7557, 75570M, 2010 /. This source of information is the closest technical solution to the proposed invention.

Izgudrojuma mērķis ir paaugstināt multispektrālās attēlošanas efektivitāti, palielinot no viena RGB krāsu attēla datu masīva iegūstamo, dažādām spektra joslām atbilstošu attēlu skaitu.The object of the invention is to increase the efficiency of multispectral imaging by increasing the number of images obtained from a single RGB color image data array corresponding to different spectral bands.

Izgudrojuma detalizēts izklāstsDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Lai sasniegtu mērķi, tiek piedāvāta jauna digitālo RGB sensoru izejas datu apstrādes metode un ierīce, kas to realizē. Metode no tuvākā zināmā tehniskā risinājuma atšķiras ar to, ka:To achieve this goal, a new method of processing the output data of digital RGB sensors and a device that implements it are proposed. The method differs from the nearest known technical solution in that:

(i) RGB izejas signālu diskriminācijas līmenis ir nevis fiksēts, bet mainīgs. Tas dod iespēju papildus sešiem zināmajiem spektra intervāliem (neskaitot R, G un B joslas) izdalīt vēl jaunus intervālus, tādējādi palielinot no viena krāsu attēla datiem iegūstamo multispektrālo attēlu skaitu;(i) The discrimination level of RGB output signals is not fixed but variable. This allows for the addition of six known spectral intervals (not including the R, G, and B bands) to divide new intervals, thereby increasing the number of multispectral images obtained from single color image data;

(ii) Spektrālajai selekcijai papildus izmanto sensora divu spektrālās jutības līkņu krustpunktus (B-G, G-R vai B-R) pie fiksētiem viļņu garumiem. Šo krustpunktu apkārtnē izdala jaunus spektra intervālus, kuri atbilst nosacījumiem ļBi-Giļ<a (1) un/vai jGi-RjJ <b, (2) un/vai |Bi-Ri|<c, (3), kur a, b un c ir kontrolēti maināmi fiksēti skaitļi.(ii) For spectral selection, the intersections (BG, GR or BR) of the two spectral sensing curves at fixed wavelengths are additionally used. At these intersections, new spectral intervals are emitted which satisfy the conditions κBi-Gli <a (1) and / or jGi-R j J <b, (2) and / or | B i -R i | <c, (3) , b and c are controlled variable fixed numbers.

īss zīmējumu aprakstsa brief description of the drawings

Fig 1 ir parādītas tipiskas RGB sensora R, G un B kanālu relatīvās spektrālās jutības līknes un ir ilustrēts veids, kā maināms signālu diskriminācijas līmenis S ir izmantojams papildu multispektrālu attēlu selekcijai.Fig. 1 shows typical relative spectral sensitivity curves for R, G, and B channels of an RGB sensor and illustrates a way in which variable signal discrimination level S can be used for additional multispectral image selection.

Fig. 2 ir parādīts, kā R, G un B kanālu relatīvo spektrālās jutības līkņu krustpunkti ir izmantojami papildus multispektrālu attēlu selekcijai.FIG. 2 shows how the intersections of the relative spectral sensitivity curves of the R, G, and B channels can be used for additional multispectral image selection.

Fig. 3 ir parādīta piedāvātās ierīces multispektrālu attēlu iegūšanai blokshēma............FIG. Fig. 3 is a block diagram of a proposed multispectral imaging device ............

Metodes (i) būtība ir ilustrēta Fig.1. Tiek izmantotas ražotāja sniegtās vai eksperimentāli izmērītās sensora R, G un B kanālu relatīvās spektrālās jutības līknes, kuru amplitūdas normētas tādējādi, ka visaugstākā reģistrētā signāla vērtība nepārsniedz maksimālo kanāla izejas signālu, piemēram, 8-bitu sistēmā skaitli 255. Objektīva diafragmu vai objekta apgaismojumu ieregulē tā, lai sensors strādātu lineārā režīmā, ti., lai skaitliskās Rj, Gj un Bi signālu vērtības (piemēram, diapazonā no 0 līdz 255) būtu proporcionālas uztveramā optiskā signāla intensitātei. Tad uzņem objekta vienu digitālo krāsu attēlu, kura datu masīvā atrodamas katra pikseļa Rj, Gi un B; signālu vērtības. Šīs signālu vērtības salīdzina ar maināmā diskriminācijas līmeņa Sd vērtību un tālākajā analīzē izmanto tikai tās, kuras pārsniedz Sj-līmeni.The essence of method (i) is illustrated in FIG. Relative spectral sensitivity curves for sensor R, G, and B channels, provided by the manufacturer or experimentally measured, are amplified so that the highest recorded signal value does not exceed the maximum channel output signal, such as 255 in an 8-bit system. such that the sensor operates in a linear mode, i.e., that the numerical values of Rj, Gj and Bi signals (for example, in the range 0 to 255) are proportional to the intensity of the optical signal being received. It then captures a single digital color image of the object, each of which contains pixels Rj, Gi and B in the data array; Signal values. These signal values are compared with the Sd value of the variable discrimination level and only those above the Sj level are used in further analysis.

Atkarībā no Sj vērtības, ir iespējamas šādas situācijas: a) i-pikselī ir reģistrēti signāli vienlaikus divās krāsu joslās;Depending on the value of Sj, the following situations are possible: (a) signals are recorded in the i-pixel simultaneously in two color bands;

b) i-pikselī signāli ir reģistrēti tikai vienā krāsu joslā, t.i., tikai R, G vai B kanālā. Situācija (a) liecina par to, ka i-pikselī uztvertā starojuma spektrālais diapazons iekļaujas divu krāsu joslu spektrālās jutības līkņu pārklāšanās zonā. Tas ilustrēts Fig.1. Piemēram, Bj un Gj vērtību vienlaicīga reģistrācija pie zemākā diskriminācijas līmeņa So nozīmē, ka uz šo pikseli krītošā starojuma spektrālais diapazons ir starp λ6 un λ^ (punktiem 6 un 14 attiecīgi atbilstošie viļņu garumi). Atkarībā no tā, kura vērtība (Bj vai Gj) ir lielāka, var precizēt šaurākus uztvertā spektra diapazonus - vai nu λ(,... λιο, ja Bj>Gj, vai λιο - λΐ4, ja Bj<Gj. Savukārt pie augstāka diskriminācijas līmeņa S2 vienlaicīga Bj un Gj vērtību reģistrācija dod iespēju konstatēt, ka uz i-to pikseli krītošā starojuma spektrālais diapazons ir sašaurināts (starp kg un λΐ2), resp., vai nu λ9 ... λιο, ja Bj>Gj, vai λιο ··· λη, ja Bj<Gj. Līdzīgā kārtā vienlaicīga Rj un G; vērtību reģistrācija pie Si liecina par uztverto spektra diapazonu λιγ... λΐ8, ja Ri<Gj, vai λι§... λι9, ja Rj>Gj, un tml.b) In an i-pixel, signals are recorded in only one color band, ie only the R, G or B channel. Situation (a) shows that the spectral range of the radiation received in the i-pixel is within the overlapping area of the spectral sensitivity curves of the two color bands. This is illustrated in Fig. 1. For example, the simultaneous registration of the values of Bj and Gj at the lowest discrimination level So means that the spectral range of the radiation incident on this pixel is between λ 6 and λ ^ (the corresponding wavelengths of points 6 and 14, respectively). Depending on which value (Bj or Gj) is greater, narrower ranges of the perceived spectrum can be specified - either λ (, ... λιο if Bj> Gj, or λιο - λΐ4 if Bj <Gj). the simultaneous recording of Bj and Gj values at level S2 makes it possible to determine that the spectral range of the radiation incident on the i-th pixel is narrowed (between kg and λΐ2), or either λ 9 ... λιο for Bj> Gj or λιο ··· λη if Bj <Gj. Similarly, the simultaneous recording of the values of Rj and G; at Si indicates a perceived spectral range λιγ ... λΐ8 for Ri <Gj, or λι§ ... λι 9 for Rj> Gj , and so on.

Situācija (b) savukārt norāda uz kādu no divām citām iespējām. Pirmkārt, reģistrētais spektra intervāls var atbilst kādam no B, G vai R līkņu „virsotņu” apgabaliem apgabalam λ4 ... λιο (B-kanālam pie S3), apgabalam λιο — λιβ (G-kanālam pie S3) vai apgabalam λ^ ... λιι (R-kanālam pie S2). Paaugstinot diskriminācijas līmeni, reģistrētais spektra diapazons sašaurinās - piemēram, pie līmeņa S4 B-kariālā ir iespējams reģistrēt starojumu tikai spektra joslā λ5... Έ, bet G-kanālā - tikai joslā λπ ... λΐ5. Diskriminācijas līmenim sasniedzot B-, G- vai R-joslas virsotni, signāla parādīšanās attiecīgajā joslā liecina par monohromatiska starojuma (ar joslas maksimumam atbilstošu viļņu garumu) detektēšanu attiecīgajā pikselī. Otrkārt, signāla reģistrācija tikai vienā no krāsu joslām pie zemākiem diskriminācijas līmeņiem ļauj secināt, ka pikselī reģistrētais spektra intervāls neatrodas divu joslu pārklāšanās zonā. Piemēram, pie diskriminācijas līmeņa Si tikai Bjoslā detektētam signālam atbilst spektra intervāls λ2 ... λ», tikai G-joslā detektētam signālam atbilst spektra intervāls λη ... λπ un tikai R-joslā detektētam signālam - spektra intervāls λ19... λ22· /Situation (b), in turn, points to one of two other possibilities. First, the recorded spectral range may correspond to one of the "peak" areas of the B, G, or R curves for the region λ 4 ... λιο (for the B-channel at S3), for the region λιο - λιβ (for the G-channel at S3) or for the region λ ^. .. λιι (for R-channel at S2). By increasing the level of discrimination, the recorded spectral range narrows - for example, at level S4, it is only possible to register radiation in the λ5 ... Έ spectrum band and in the G-channel only in the λπ ... λΐ5 band. When the discrimination level reaches the peak of the B, G, or R band, the appearance of the signal in the respective band indicates the detection of monochromatic radiation (at the wavelength corresponding to the maximum of the band) in the given pixel. Second, signal registration in only one of the color bands at lower levels of discrimination suggests that the spectrum interval recorded in a pixel is not within the overlap of the two bands. For example, the discrimination level Si only Bjoslā detected signal corresponding to the spectrum range λ 2 ... λ ", only the G-band spectrum to detect a signal corresponding to the interval λη ... λπ and only R-band signal detected - spectrum range λ 19 ... λ 2 2 · /

Līdz ar to piedāvātais risinājums nodrošina, ka RGB izejas signālu diskriminācijas līmenis S ir nevis fiksēts, bet ir mainīgs, un tas paver plašas iespējas dažādu spektra intervālu selekcijai multispektrālās attēlošanas vajadzībām.Thus, the proposed solution ensures that the discrimination level S of the RGB output signals is not fixed but variable, which offers ample opportunities for selection of different spectral intervals for multispectral imaging.

Metodes (ii) būtība ir ilustrēta Fig.2. RGB spektrālās jutības līkņu trim iespējamiem krustpunktiem ir fiksētas viļņu garumu vērtības. Ja starp RGB attēla pikseļiem atrodas tādi, kuriem Gj= Bi, Rj = Gj vai Ri = Bb tad jāsecina, ka šajos pikseļos ir reģistrēts monohromatisks starojums ar atbilstošā krustpunkta viļņu garumu. Savukārt ap šiem trim fiksētajiem viļņu garumiem tiek piedāvāts izveidot jaunus spektra intervālus multispektrālai attēlošanai, uzliekot ierobežojumus absolūtajai vērtībai no starpības starp krustojošajās joslās reģistrēto signālu vērtībām:The essence of method (ii) is illustrated in FIG. The three possible intersections of the RGB spectral sensitivity curves have fixed wavelength values. If there are pixels in the RGB image that have Gj = Bi, Rj = Gj, or Ri = B b, then it must be concluded that the monochromatic radiation with the wavelength of the corresponding intersection is recorded in these pixels. In turn, it is proposed to create new spectral ranges around these three fixed wavelengths for multispectral imaging by imposing limits on the absolute value of the difference between the values of the signals recorded in the intersecting bands:

j Bj- Gi ļ < « un/vai J Gj- Rj J < b, un/vai | Bj - Rj ļ < c.j Bj-Gi l <«and / or J Gj-Rj J <b and / or | Bj - Rj <<c.

Atbilstoši šiem nosacījumiem B-G krustpunkta apkārtnē izdala spektra joslu %a... λ^ G-R krustpunkta apkārtnē izdala spektra joslu λβ... Af un B-R krustpunkta apkārtnē - spektra joslu Xc ... λά. Izmainot a, b un c vērtības, attiecīgi ir maināmi ari multispektrālai attēlošanai izdalīto reģistrējamo spektra joslu platumi.Under these conditions, BG allocates the spectral band% a ... λ ^ GR around the intersection to the spectrum band λβ ... Af and BR to the intersection point the spectrum band Xc ... λ ά . By changing the values of a, b, and c, the wavelengths of the spectral bands assigned to the multispectral display are also changed accordingly.

lence vienās Vai abu augšminēto metožu realizācijai ir ilustrēta Fig. 3. Tā sastāv no:One embodiment of either of the above methods is illustrated in FIG. 3. It shall consist of:

- multispektrāla gaismas avota (1), piemēram, vairāku dažādās spektra joslās izstarojošu gaismas diožu un/vai lāzerdiožu komplekta, ar kuru tiek apstarots attēlojamais objekts (2), piemēram, ādas virsma;- a multispectral light source (1), such as a set of several light emitting diodes and / or laser diodes emitting in different spectral bands, which irradiate the object being imaged (2), such as the skin surface;

- ar objektīvu aprīkota digitālā RGB sensora (3), kurš pārvērš objekta attēlu digitālā formātā, katram pikselim piešķirot noteiktu R-, G- un B-vērtību komplektu, un pilnu RGB datu masīvu saglabā atmiņas ierīcē (4);- a digital RGB sensor (3) equipped with a lens, which converts the image of the object into a digital format, assigning each pixel a specific set of R, G and B values, and storing the complete RGB data array in the storage device (4);

- pārveidotāja (5), kurš šī masīva datus pārvērš spektrālo intensitāšu kopā atbilstoši izvēlētajam signālu diskriminācijas līmenim, ko uzdod diskriminators (6);- a converter (5) which converts the data of this array into spectral intensities together according to a selected level of signal discrimination imposed by the discriminator (6);

- attēlu selektora (7), kurš ar piemērotas programmas palīdzību veic multispektrālo analīzi, izdalot katram izvēlētajam spektra intervālam atbilstošus attēlus no sākotnējā RGB datu masīva;- an image selector (7) for performing a multispectral analysis using a suitable program, distributing images corresponding to each selected spectral interval from the original RGB data array;

- izvadierīces (8), piemēram, datora monitora, uz ko tiek izvadīta iegūtā multispektrālo attēlu kopa.- output devices (8), such as a computer monitor, to which the resulting set of multispectral images is output.

Tālāka multispektrālo attēlu apstrāde ir iespējama ar jau zināmajām metodēm.Further processing of multispectral images is possible by known methods.

Claims (5)

PretenzijasClaims 1. Metode multispektrālu attēlu iegūšanai ar digitālo RGB sensoru no vienkrāsas attēla datu masīva, objektu apgaismojot vienlaikus vairākās spektra joslās, identificējot katrā attēla pikselī „i” reģistrētās Rj-, Gi- un Bj-signālu vērtības un tālāk tās salīdzinot gan savā starpā, gan ar ārēji uzdotu signālu diskriminācijas līmeni S, kurš pie jebkura viļņu garuma sensora spektrālās jutības apgabalā pieļauj tikai vienas vai divu R, G un/vai B joslu reģistrāciju, kas atšķiras ar to, ka, ar mērķi palielināt multispektrālo attēlu skaitu, S vērtības tiek nepārtraukti mainītas līdz visaugstākajai no iespējamām R, G vai B joslu signālu vērtībām pie nosacījuma, ka šajā intervālā tiek nodrošināta sensora fotojūtības linearitāte un atkarībā no S vērtības tiek analizētas divas situācijas - kad i-pikselī ir reģistrēti signāli vienlaikus divās krāsu joslās (B un G, G un R vai B un R) vai kad tie ir reģistrēti tikai vienā krāsu joslā, un analīzes rezultātā tiek identificēts(-i) spektra diapazons(-i), kurā(-os) iekļaujas attiecīgajā pikselī reģistrētais starojums.1. A method for obtaining a multispectral image using a digital RGB sensor from a monochrome image data array, illuminating an object simultaneously in multiple spectral bands, identifying and then comparing the values of the Rj, Gi, and Bj signals recorded at each pixel i of the image. with externally imposed signal discrimination level S, which at any wavelength sensor in the spectral sensitivity range only allows registration of one or two R, G and / or B bands, differing in that, in order to increase the number of multispectral images, S values are continuously resized to the highest possible values for the R, G, or B band signals, provided that the photosensitivity linearity of the sensor is maintained within this interval, and two situations are analyzed depending on the S value, where signals in two color bands (B and G, G and R or B and R) or when they are registered ie when a single color band is used, and the analysis identifies the range (s) of spectrum within which the radiation emitted by that pixel falls. 2. Metode multispektrālu attēlu iegūšanai saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķiras ar to, ka spektrālajai selekcijai papildus izmanto sensora divu spektrālās jutības līkņu krustpunktus (B-G, G-R vai B-R) pie fiksētiem viļņu garumiem un/vai izdala jaunus spektra intervālus šo krustpunktu apkārtnē, izmantojot nosacījumus:A method for obtaining a multispectral image according to claim 1, characterized in that the spectral selection further uses the intersections of two spectral sensitivity curves (BG, GR or BR) at fixed wavelengths and / or extracts new spectral intervals around these intersections, using the conditions: ļ Bj - Gi ļ < a, | Gj - Rj ļ < b un/vai J Bi - Rj J < c, kur a, b un c ir kontrolēti maināmi fiksēti skaitļi.B Bj - Gi <a, | Gj - Rj <b and / or J Bi - R j J <c, where a, b and c are controlled variable fixed numbers. 3. Metode multispektrālu attēlu iegūšanai saskaņā ar 1. vai 2. pretenziju, kas atšķiras ar to, ka katrā vai vairākos no identificētajiem spektra intervāliem vai fiksētajiem viļņu garumiem tiek veidots viens šaurjoslas spektra attēls no pikseļiem, kuros konstatēta atbilstība šim spektra intervālam vai fiksētajam viļņu garumam.The method for obtaining a multispectral image according to claim 1 or 2, characterized in that each of the identified spectral intervals or fixed wavelengths produces a single narrow-band image from pixels that corresponds to that spectral interval or fixed wavelength. length. 4. Metode multispektrālu attēlu iegūšanai saskaņā ar 3. pretenziju, kas atšķiras ar to, ka šaurjoslas spektra attēli identificētajos spektra intervālos tiek savstarpēji salīdzināti, dalīti, atņemti un/vai citādi savstarpēji manipulēti.The method of obtaining multispectral images according to claim 3, characterized in that narrowband spectral images are compared, divided, subtracted and / or otherwise mutually manipulated at the identified spectral intervals. 5. Ierīce multispektrālu attēlu iegūšanai saskaņā ar metodi, kas definēta jebkura no 1. lidz 4. pretenzijai, kura satur multispektrālu gaismas avotu, ar objektīvu aprīkotu digitālo RGB sensoru, RGB datu masīva atmiņas ierīci, pārveidotāju, kurš RGB datus pārvērš spektrālo intensitāšu kopā atbilstoši izvēlētajam signālu diskriminācijas līmenim, attēlu selektoru, kurš izdala katram izvēlētajam spektra intervālam atbilstošus attēlus, un izvadierici, piemēram, datora monitoru.A device for obtaining multispectral images according to the method as defined in any one of claims 1 to 4, comprising a multispectral light source, an objective digital RGB sensor, an RGB data array storage device, a converter that converts RGB data into a set of spectral intensities according to a selected signal discrimination level, an image selector that outputs images corresponding to each selected range of spectrum, and an output device such as a computer monitor.
LVP-10-98A 2010-06-29 2010-06-29 Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor LV14207B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-10-98A LV14207B (en) 2010-06-29 2010-06-29 Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor
PCT/LV2011/000003 WO2012002787A1 (en) 2010-06-29 2011-03-07 Method and device for multi-spectral imaging by means of a digital rgb sensor
EP11710051.1A EP2589225A1 (en) 2010-06-29 2011-03-07 Method and device for multi-spectral imaging by means of a digital rgb sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-10-98A LV14207B (en) 2010-06-29 2010-06-29 Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV14207A LV14207A (en) 2010-09-20
LV14207B true LV14207B (en) 2010-11-20

Family

ID=43806962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-10-98A LV14207B (en) 2010-06-29 2010-06-29 Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2589225A1 (en)
LV (1) LV14207B (en)
WO (1) WO2012002787A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013135311A1 (en) 2012-03-13 2013-09-19 Latvijas Universitate Method and device for imaging of spectral reflectance at several wavelength bands
US9593982B2 (en) 2012-05-21 2017-03-14 Digimarc Corporation Sensor-synchronized spectrally-structured-light imaging
US9060113B2 (en) 2012-05-21 2015-06-16 Digimarc Corporation Sensor-synchronized spectrally-structured-light imaging
US9066021B2 (en) * 2012-10-18 2015-06-23 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc. Full resolution color imaging of an object
US9621760B2 (en) 2013-06-07 2017-04-11 Digimarc Corporation Information coding and decoding in spectral differences
CN111982837A (en) * 2020-08-27 2020-11-24 中国气象科学研究院 Conversion method of vegetation ecological parameter remote sensing estimation model
DE102021118559A1 (en) * 2021-07-19 2023-01-19 Senorics Gmbh Method and system for analyzing a sample from data

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4633129B2 (en) 2003-11-11 2011-02-16 オリンパス株式会社 Multispectral imaging device
CN1875638A (en) * 2003-11-11 2006-12-06 奥林巴斯株式会社 Multi-spectrum image pick up device
US7855786B2 (en) * 2006-01-09 2010-12-21 Bae Systems Spectral Solutions Llc Single camera multi-spectral imager
JP2010517460A (en) 2007-01-29 2010-05-20 ジョンイル パク Multispectral image acquisition method and apparatus
US7670001B2 (en) 2007-04-25 2010-03-02 Richard Spaide Reflectance measurement of macular pigment using multispectral imaging

Also Published As

Publication number Publication date
EP2589225A1 (en) 2013-05-08
WO2012002787A1 (en) 2012-01-05
LV14207A (en) 2010-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8222603B2 (en) One chip image sensor for measuring vitality of subject
LV14207B (en) Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor
US9818193B2 (en) Spatial resolution enhancement in hyperspectral imaging
US9250131B2 (en) Multi-imaging system with interleaved images
AU2024203809A1 (en) Hybrid visible and near infrared imaging with an rgb color filter array sensor
CN101124462A (en) A system for multi- and hyperspectral imaging
EP1208367A1 (en) Spectral imaging system
JP2004228662A (en) Image pickup apparatus
JP6182396B2 (en) Imaging device
JP2000102042A (en) Spectral sensitivity characteristic measurement method for image pickup device and image pickup data constitution method
US10021356B2 (en) Method and apparatus for wide-band imaging based on narrow-band image data
JP6341335B2 (en) Two-dimensional color measuring device
WO2013135311A1 (en) Method and device for imaging of spectral reflectance at several wavelength bands
US20070126894A1 (en) Method for calculating color correction
JP4344257B2 (en) Imaging apparatus and color separation optical system
EP3669743B1 (en) System and method, in particular for microscopes and endoscopes, for creating an hdr image of a fluorescing fluorophore
US20230082539A1 (en) Illuminant correction in an imaging system
LV14532B (en) Method and device for spectral reflectance imaging at several wavelength bands
WO2015071786A1 (en) Method for imaging of spectral reflectance at several wavelengths
RU2602505C1 (en) Method of generating television image in turbid media with scattering prevailing over absorption (versions) and device therefor
EP3531092A1 (en) Image capture device and method for detecting a material in areas of a scene
JP2004320568A (en) Spectroscopic image photographing equipment
WO2015166267A1 (en) Imaging techniques