多光谱成像方法、计算机程序产品、存储介质及设备技术

本申请适用于光谱成像技术领域，尤其涉及一种多光谱成像方法、计算机程序产品、存储介质及设备，所述多光谱成像方法包括：多光谱成像设备根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式，生成编码图形；所述编码图形包括不同周期的正弦图形和不同周期的余弦图形；所述多光谱成像设备将所述编码图形写入所述数字微镜；所述分光装置形成空间光谱混合图；所述数字微镜根据所述编码图形对所述空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图；所述合光装置对所述混合图进行合光处理，得到空间图；所述多光谱成像设备基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。本申请实施例提供的多光谱成像方法，相对于现有技术减少了测量的次数，实现了快速实时测量。

Multispectral imaging method, computer program product, storage medium and equipment

【技术实现步骤摘要】
多光谱成像方法、计算机程序产品、存储介质及设备
本申请属于光谱成像
，尤其涉及一种多光谱成像方法、计算机程序产品、存储介质及设备。
技术介绍
多光谱成像系统用于获取物体的二维空间信息和光谱信息，得到的三维数据，称之为“数据立方体”。为了得到三维数据立方体，通常需要采用扫描检测的方式，如：空间的点扫描或线扫描、波段的扫描、传统傅里叶干涉测量的光程差扫描等。这些方式均有移动部件，且扫描检测时间较长。后来随着编码器件的出现(如数字微镜器件DMD)，发展了编码计算方式的光谱成像技术，相对扫描方式，没有移动部件，可通过编码测量和解码计算得到三维数据立方体。前期的研究中，已有采用0-1结构的哈达码矩阵编码的光谱成像技术，以及0-1随机编码的压缩感知光谱成像技术。近年来，有人将傅里叶灰度编码方式引入多光谱成像领域，利用编码器件进行正余弦灰度编码实现傅里叶变换，进行少数几次测量就可重建多光谱图像，且重建算法简单。但是，现有的利用傅里叶灰度编码方式的多光谱成像技术，一次编码仅实现一个固定正弦或者余弦周期的测量，即使利用频域的稀疏性，仍需要多个周期(根据前期研究一般为5个)的测量，仍存在测量次数较多的问题。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种多光谱成像方法，旨在解决现有的利用傅里叶灰度编码方式的多光谱成像技术，依然存在测量次数较多的问题。本申请实施例是这样实现的，一种多光谱成像方法，应用于多光谱成像系统，所述多光谱成像系统包括多光谱成像设备、分光装置、数字微镜、合光装置和探测器，所述多光谱成像方法包括：多光谱成像设备根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式，生成编码图形；所述编码图形包括不同周期的正弦图形和不同周期的余弦图形；所述多光谱成像设备将所述编码图形写入所述数字微镜；所述分光装置对探测光源照射到被测物体后形成的反射光进行分光，形成空间光谱混合图，并将所述空间光谱混合图传输至所述数字微镜；所述数字微镜根据所述编码图形对所述空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图，并将所述混合图传输至所述合光装置；所述合光装置对所述混合图进行合光处理，得到空间图，并将所述空间图发送至所述多光谱成像设备；所述多光谱成像设备接收所述探测器发送的空间图，基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。本申请实施例的另一目的在于提供一种多光谱成像方法，包括：根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式，生成编码图形；所述编码图形包括不同周期的正弦图形和不同周期的余弦图形；将所述编码图形写入多光谱成像系统中的数字微镜；所述编码图形用于数字微镜对空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图；所述空间光谱混合图由多光谱成像系统中的分光装置对探测光源照射到被测物体后形成的反射光进行分光获得；接收所述多光谱成像系统中的探测器发送的空间图；所述空间图由所述多光谱成像系统中的合光装置对所述数字微镜输出的所述混合图进行合光获得；基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。本申请的另一目的在于提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，所述终端设备实现上述的多光谱成像方法的步骤。本申请实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述多光谱成像方法的步骤。本申请实施例的又一目的在于提供一种多光谱成像设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述多光谱成像方法的步骤。本申请实施例提供的多光谱成像方法，多光谱成像设备根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式生成的编码图形，并将该编码图形写入数字微镜；当分光装置对探测光源照射到被测物体后形成的反射光进行分光，形成空间光谱混合图，并将所述空间光谱混合图传输至所述数字微镜后，所述数字微镜根据所述编码图形对所述空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图，并将所述混合图传输至所述合光装置所述合光装置对所述混合图进行合光处理，得到空间图，并将所述空间图发送至所述多光谱成像设备；所述多光谱成像设备接收所述探测器发送的空间图，基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。由于编码图形包括不同周期的正弦图形和余弦图形，将该编码图形写入数字微镜后，数字微镜仅对分光装置形成的空间光谱混合图进行1次或者2次编码，即可实现以往至少5次编码的效果，进一步减少了测量次数，实现快速实时测量。附图说明图1为本申请实施例提供的多光谱成像系统的结构示意图；图2为本申请实施例提供的多光谱成像系统的工作流程图；图3为现有技术的一个周期下的编码图形示意图；图4为本申请实施例提供的分布有不同周期的正弦图形和不同周期余弦图形的编码图形示意图。图5为本申请实施例提供的一种多光谱成像方法的流程图；对所述编码检测图进行解码复原，得到复原的多光谱图的具体流程；图6为本申请实施例提供的一种基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像的流程图；图7为本申请实施例提供的一种基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像的过程示意图；图8为本申请实施例提供的一种两个空间点的光谱的编码图形分布图；图9为当所述编码图形中的正弦图形和余弦图形分布于不同图像时，本申请实施例提供的一种多光谱成像方法的流程图；图10为当所述编码图形中的正弦图形和余弦图形分布于同一图像时，本申请实施例提供的一种多光谱成像方法的流程图；图11为本申请实施例提供的一种原始被测物体图；图12为本申请实施例提供的编码过程得到的编码后的混合图；图13为本申请实施例提供的部分波段的解码复原的多光谱图与原多光谱图之间的对比图；图14为本申请实施例提供的多光谱成像装置的结构框图；图15为本申请实施例提供的一个多光谱成像机设备的内部结构框图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。图1为本申请实施例提供的多光谱成像系统的结构示意图，在该多光谱成像系统100中包括：探测光源(图1未示出)、多光谱成像设备110、分光装置120、数字微镜130、合光装置140和探测器150。其中多光谱成像设备为具有计算和控制功能的终端设备，可以是手机、平板电脑、可穿戴设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mob本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光谱成像方法，其特征在于，应用于多光谱成像系统，所述多光谱成像系统包括多光谱成像设备、分光装置、数字微镜、合光装置和探测器，所述多光谱成像方法包括：/n多光谱成像设备根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式，生成编码图形；所述编码图形包括不同周期的正弦图形和不同周期的余弦图形；/n所述多光谱成像设备将所述编码图形写入所述数字微镜；/n所述分光装置对探测光源照射到被测物体后形成的反射光进行分光，形成空间光谱混合图，并将所述空间光谱混合图传输至所述数字微镜；/n所述数字微镜根据所述编码图形对所述空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图，并将所述混合图传输至所述合光装置；/n所述合光装置对所述编码后的混合图进行合光处理，得到空间图，并将所述空间图发送至所述多光谱成像设备；/n所述多光谱成像设备接收所述探测器发送的空间图，基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种多光谱成像方法，其特征在于，应用于多光谱成像系统，所述多光谱成像系统包括多光谱成像设备、分光装置、数字微镜、合光装置和探测器，所述多光谱成像方法包括：
多光谱成像设备根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式，生成编码图形；所述编码图形包括不同周期的正弦图形和不同周期的余弦图形；
所述多光谱成像设备将所述编码图形写入所述数字微镜；
所述分光装置对探测光源照射到被测物体后形成的反射光进行分光，形成空间光谱混合图，并将所述空间光谱混合图传输至所述数字微镜；
所述数字微镜根据所述编码图形对所述空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图，并将所述混合图传输至所述合光装置；
所述合光装置对所述编码后的混合图进行合光处理，得到空间图，并将所述空间图发送至所述多光谱成像设备；
所述多光谱成像设备接收所述探测器发送的空间图，基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。


2.一种多光谱成像方法，其特征在于，包括：
根据确定的成像参数及离散傅里叶变换公式，生成编码图形；所述编码图形包括不同周期的正弦图形和不同周期的余弦图形；
将所述编码图形写入多光谱成像系统中的数字微镜；所述编码图形用于数字微镜对空间光谱混合图进行编码生成编码后的混合图；所述空间光谱混合图由多光谱成像系统中的分光装置对探测光源照射到被测物体后形成的反射光进行分光获得；
接收所述多光谱成像系统中的探测器发送的空间图；所述空间图由所述多光谱成像系统中的合光装置对所述数字微镜输出的所述混合图进行合光获得；
基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述编码图形中的正弦图形和余弦图形分布于不同图像时，所述将所述编码图形写入多光谱成像系统中的数字微镜包括：
将不同周期的正弦图形写入多光谱成像系统中的数字微镜；
将不同周期的余弦图形写入多光谱成像系统中的数字微镜；
相应地，所述接收所述多光谱成像系统中的探测器发送的空间图包括：
接收所述多光谱成像系统中的探测器发送的所述正弦图形对应的正弦编码空间图；
接收所述多光谱成像系统中的探测器发送的所述余弦图形对应的余弦编码空间图；
相应地，所述基于所述空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像包括：
对所述正弦编码空间图和所述余弦编码空间图进行解码复原，得到复原的多光谱图像。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：马翠，林慧，余明，赖厚湖，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44