一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置，能够有效提高探测概率，降低虚警率。本发明专利技术利用高光谱相机采集光谱特征并结合“猫眼效应”检测微小镜头的方式，高光谱相机其主要特点有二:其一是将成像技术与光谱技术紧密结合，既能成像，又能采集成像目标的光谱信息；其二是将探测光谱分为多个小通道，可以探测不同波段对应的影像信息。高光谱相机包括成像技术和光谱技术，可以和“猫眼效应”检测方式相结合，利用“猫眼效应”初步判断可疑目标的高亮区域，在高亮区域中通过检测光谱特征进行最终识别，该方式能够有效提高探测概率，降低虚警率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置
本专利技术属于高光谱成像
，具体涉及一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置。
技术介绍
当前光学方面主要用于检测微小摄像头的方式主要是“猫眼效应”，由于微小镜头较小的通光孔径很小，采用“猫眼效应”进行探测时，主动及照明激光只有很少一部分进入镜头中，微小镜头反射光相比于大镜头的反射光有很大减弱，信噪比降低明显，当探测区域存在形状近似圆形的强反射体时，“猫眼效应”难以判断目标是否为微小镜头，因而具有较高虚警率。同时人们也寻找着其他的检测方式，比如激光主动照明微小镜头的反射光斑具有衍射特性，用皮秒脉冲激光通过单光子计数的方式检测镜头的层次特性，或者用空间调制的激光进行扫描等等。其中，皮秒脉冲激光单光子计数的方式，基于光子的返回时间可以得到目标的光学反射面的层次结构，通过当前光学系统反射面在两个及以上，可以判定目标是否是光学系统，光学系统特征明显，虚警率低，但是该方式技术复杂，精密度要求较高。空间频率调制激光扫描检测微小镜头，是通过发射具有空间周期的激光对目标区域进行扫描，当目标的大小小于探测激光的两个空间周期时，可以看到反射回来的信号光具有时间周期性，并且可以反演出反射面的尺寸大小，但难以区分大小尺寸相近的强反射干扰物和微小镜头。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置，能够有效提高探测概率，降低虚警率。为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：本专利技术的一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置，包括标准光源、分光镜、高光谱相机、信息处理系统、转台和显示系统，对微小镜头进行检测；其中，微小镜头位于目标探测区域；标准光源用于提供标准光谱照明；分光镜用于改变标准光源光线的传播方向，标准光源光线经分光镜反射照射微小镜头所在的目标探测区域，遇到反射体后光线反射回分光镜，经透射后进入高光谱相机；高光谱相机采集反射体反射光的图像和光谱信息，高光谱相机放置在转台上；信息处理系统控制转台的旋转，以改变高光谱相机的图像采集范围，另外，信息处理系统还用于确定高光谱相机采集到的图像中的高亮区域，根据高亮区域的光谱特征判定是否为微小镜头并给出结果；显示系统用于显示信息处理系统的结果。其中，所述信息处理系统将高光谱相机采集到的图像转变成灰度图像，二值化处理后，寻找图像中的高亮区域，若存在高亮区域，截取高亮区域的高光谱图像，分析每个像素的光谱特征，在微小镜头的反射光谱特征的数据库中进行比对，若特征符合，则将目标判定为微小镜头并标注好探测目标在图像中的位置，反之则判定为干扰物；若不存在高亮区域，判定该目标探测区域不含有微小镜头。有益效果：本专利技术利用高光谱相机采集光谱特征并结合“猫眼效应”检测微小镜头的方式，高光谱相机其主要特点有二:其一是将成像技术与光谱技术紧密结合,既能成像，又能采集成像目标的光谱信息；其二是将探测光谱分为多个小通道，可以探测不同波段对应的影像信息。高光谱相机包括成像技术和光谱技术，可以和“猫眼效应”检测方式相结合，利用“猫眼效应”初步判断可疑目标的高亮区域，在高亮区域中通过检测光谱特征进行最终识别，该方式能够有效提高探测概率，降低虚警率。附图说明图1为本专利技术装置示意图。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术基于高光谱相机的微小镜头检测装置包括标准光源1、分光镜2、高光谱相机4、信息处理系统5、转台6和显示系统7,对微小镜头3(目标探测区域内)进行检测。本实施例中，标准光源1、分光镜2、目标探测区域内的反射体以及高光谱相机4组成该装置完整的光路，光谱相机4放置在转台6上，光谱相机4、信息处理系统5和显示系统7依次连接，所述转台6连接信息处理系统5且由该系统控制。采用本专利技术高光谱相机的微小镜头检测装置的检测过程如下：首先，将标准光源1、高光谱相机4、信息处理系统5、转台6和显示系统7连接上电源，打开开关，标准光源1开始输出标准光，该光经分光镜2反射照射微小镜头3所在的目标探测区域，遇到反射体时，光线反射回分光镜2并在透射后进入高光谱相机4，由高光谱相机4采集反射光的图像和光谱信息，当光线照射到微小镜头3时，会产生猫眼效应，微小镜头3对应图像亮度较高。接着，信息处理系统5将高光谱相机4采集到的图像转变成灰度图像，二值化处理后，寻找图像中的高亮区域，若存在高亮区域，截取高亮区域的高光谱图像，分析每个像素的光谱特征，在微小镜头的反射光谱特征的数据库中进行比对，若特征符合，则可以将目标判定为微小镜头并标注好探测目标在图像中的位置，反之则判定为干扰物；若不存在高亮区域，判定该目标探测区域不含有微小镜头。最后，信息处理系统5将结果传输给显示系统7，由显示系统7显示结果，之后通过信息处理系统5控制转台6旋转，对其它方向进行检测。普通微小镜头一般为可见光波段的CCD或CMOS成像系统，由于CCD或CMOS器件对近红外光同样较为敏感，白天时，红外光会在该靶面形成虚像影响成像质量，通常会想办法滤除红外光，常规方法有反射式和吸收式，反射式是采用白玻璃表面镀IR膜(红外截止滤光片)，而吸收式是通过利用蓝玻璃材料中的吸收物质吸收红外光来达到控制透射光波长的目的，甚至同样会在蓝玻璃表面镀上可见光的增透膜。对于反射式的红外截止滤波片，因其对可见光高透，对红外光高反，使用高光谱相机探测到微小镜头的的光谱会呈现以下特征:红外波段的能量较高，可见光波段的能量较弱；对于吸收式的红外截止滤波片，因其对可将光高透，对红外光高吸收，探测到微小镜头的的光谱会呈现以下特征:红外波段和可见光波段能量均较低，甚至同样能观测到红外波段能量强于可见光波段，但差别较小。信息处理系统5正是根据这些特征进行判定高亮区域内是否存在微小镜头。本专利技术基于高光谱相机检测微小镜头，利用“猫眼效应”对是否存在微小镜头进行初步判定，并找出可疑目标区域，利用目标镜头的反射光的光谱特征最终辨别微小镜头，为微小摄像头的检测提供了一种新的可行方案。高光谱相机具有成像和采集光谱两种功能，与“猫眼效应”检测方式相结合，提高了检测概率，降低了虚警率，提高了探测效率。本专利技术涉及的器件均是模块化的器件，给其添加了结构紧凑，使用方便的特点。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置，其特征在于，包括标准光源(1)、分光镜(2)、高光谱相机(4)、信息处理系统(5)、转台(6)和显示系统(7)，对微小镜头(3)进行检测；/n其中，微小镜头(3)位于目标探测区域；标准光源(1)用于提供标准光谱照明；分光镜(2)用于改变标准光源光线的传播方向，标准光源光线经分光镜(2)反射照射微小镜头(3)所在的目标探测区域，遇到反射体后光线反射回分光镜(2)，经透射后进入高光谱相机(4)；高光谱相机(4)采集反射体反射光的图像和光谱信息，高光谱相机(4)放置在转台(6)上；信息处理系统(5)控制转台(6)的旋转，以改变高光谱相机(4)的图像采集范围，另外，信息处理系统(5)还用于确定高光谱相机(4)采集到的图像中的高亮区域，根据高亮区域的光谱特征判定是否为微小镜头(3)并给出结果；显示系统(7)用于显示信息处理系统(5)的结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱相机的微小镜头检测装置，其特征在于，包括标准光源(1)、分光镜(2)、高光谱相机(4)、信息处理系统(5)、转台(6)和显示系统(7)，对微小镜头(3)进行检测；
其中，微小镜头(3)位于目标探测区域；标准光源(1)用于提供标准光谱照明；分光镜(2)用于改变标准光源光线的传播方向，标准光源光线经分光镜(2)反射照射微小镜头(3)所在的目标探测区域，遇到反射体后光线反射回分光镜(2)，经透射后进入高光谱相机(4)；高光谱相机(4)采集反射体反射光的图像和光谱信息，高光谱相机(4)放置在转台(6)上；信息处理系统(5)控制转台(6)的旋转，以改变高光谱相机(4)的图像采集范围，另外，信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，汪林，赵长明，张子龙，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11