一种确定编码图像数据区域的方法及编码模板技术

本发明专利技术涉及一种确定编码图像数据区域的方法及编码模板，首先，在编码模板四周指定位置，设置标志位，确定标志位与编码模板的位置关系；然后对具有标志位的编码模板进行单谱段或全色成像，获得单谱段编码图像或全色编码图像；然后在单谱段编码图像或全色编码图像上查找标志位的位置，利用查找到的标志位的位置及步骤一中确定的标志位与编码模板的位置关系，确定在单谱段编码图像或全色编码图像上的编码模板区域；最后根据编码模板区域获取编码图像数据区域，提高编码重构结果的准确性。

A Method for Determining Coded Image Data Area and Coding Template

The present invention relates to a method for determining the area of coded image data and a coding template. Firstly, a marker bit is set around the coding template to determine the position relationship between the marker bit and the coding template; secondly, a coding template with a marker bit is imaged with a single spectral segment or a panchromatic image to obtain a single spectral segment coded image or a panchromatic coded image; and then a single spectral segment coded image or a panchromatic coded image is coded with a single spectral Find the position of the mark bit on the color-coded image, use the position of the mark bit found and the position relationship between the mark bit and the encoding template determined in step 1 to determine the encoding template area on the single-band encoding image or panchromatic encoding image, and finally acquire the encoding image data area according to the encoding template area to improve the accuracy of the encoding reconstruction results.

【技术实现步骤摘要】
一种确定编码图像数据区域的方法及编码模板
本专利技术涉及一种获取编码图像数据的方法及编码模板。
技术介绍
在编码(光谱)成像系统中，编码模板是关键器件，其主要功能是对光信号进行编码调制，其设计决定着最终能否高效准确重构出原始(光谱)图像。编码模板由不同的编码单元组成，每个编码单元对光信号都有特定的调制响应。在物理上，编码模板主要由掩模板、空间光调制器、液晶光阀来实现；在数学上，将所有编码单元的响应统一表示，就得到整个编码模板的编码调制函数、或编码投影矩阵。在具体使用时，首先需要确定编码模板编码的实际探测器图像区域位置，以此获得有效的编码数据予以重构。比较常见的方式是，根据编码模板编码设计本身的几何特征，寻找对应的编码图像几何特征，以此，确定编码模板的编码图像区域位置。然而，这种方法由于编码模板编码设计的几何结构任意性，以及混叠调制效应，其实际特征定位准确性大大较低，从而造成选取的用于重构的有效编码数据存在误差，使得真实复原数据的准确性大幅降低。
技术实现思路
为了提高编码重构后真实数据的准确性，本专利技术提供一种具有普适性且精度高的编码图像数据区域确认方法，同时提供一种编码模板。本专利技术的技术解决方案是提供一种确定编码图像数据区域的方法，包括以下步骤：步骤一：在编码模板四周指定位置，设计标志位，确定标志位与编码模板的位置关系；步骤二：对步骤一具有标志位的编码模板进行单谱段或全色成像，获得单谱段编码图像或全色编码图像；步骤三：在单谱段编码图像或全色编码图像上查找标志位的位置，利用查找到的标志位的位置及步骤一中确定的标志位与编码模板的位置关系，确定在单谱段编码图像或全色编码图像上的编码模板区域；步骤四：根据编码模板区域获取编码图像数据区域。进一步地，上述标志位包括至少一对关于编码模板的几何中心呈对称的标记元件，上述标记元件与编码模板位于同一平面。进一步地，对于掩膜板，标志位是通过光刻等手段刻蚀在掩膜板上特殊设计的几何图案；对于空间光调制器，标志位是通过微机结构控制，实现对通过其光信号的调制，并在探测器成像时，在标志位成像区域实现所设计的特殊的几何图案；对于液晶光阀，标志位是通过电信号控制，实现对通过其光信号的调制，并在探测器成像时，在标志位成像区域实现所设计的特殊的几何图案。进一步地，为了避免光谱混跌，且保证标志位成像结果与探测器像元对齐，同时，方便确定色散成像时标志位的成像中心，上述标记元件为“十字星”结构。进一步地，为了简化计算过程，编码模板为矩形，标记元件位于编码模板对称轴的延长线或对角线的延长线上。进一步地，步骤四中：在全色成像系统中，编码图像数据区域与在全色编码图像上的编码模板区域一致；在编码光谱成像系统中，利用通过第一光谱通道的单色光成像得到的编码模板区域与通过最后一光谱通道的单色光成像得到的编码模板区域确定。本专利技术还提供一种编码模板，包括编码模板本体，其特殊之处在于，还包括设置在编码模板本体四周的标志位。进一步地，上述标志位包括至少一对关于编码模板的几何中心呈对称的标记元件，上述标记元件与编码模板共面。进一步地，上述标记元件为“十字星”结构。进一步地，上编码模板为矩形，标记元件位于编码模板对称轴的延长线或对角线的延长线上。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过在编码模板设计和工程实现时，在编码模板四周增加成对的标志位，并通过标志位成像中心确定，和标志位与编码模板的几何位置关系，准确定位并计算有效的编码成像区域，并以此获取准确的编码成像数据，提高编码重构结果的准确性。2、本专利技术将标志位设计为“十字星”结构，避免了光谱混跌，保证标志位成像结果与探测器像元对齐，同时，色散成像时标志位的成像中心易于确定。附图说明图1为实施例中第一种编码模板示意图；图2为实施例中第二种编码模板示意图；图3为实施例中第三种编码模板示意图；图4为实施例中第四种编码模板示意图；图中附图标记为：1-编码模板本体，2-标志位；具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的描述。本专利技术通过在编码模板的编码区域四周指定位置，设计标志位，来确定编码模板实际编码图像区域的位置；标志位包括至少一对关于编码模板的几何中心呈中心对称的标记元件，标记元件与编码模板共面。对于掩膜板，标志位是通过光刻等手段刻蚀在掩膜板上特殊设计的几何图案；对于空间光调制器，标志位是通过微机结构控制，实现对通过其光信号的调制，并在探测器成像时，在标志位成像区域实现所设计的特殊的几何图案；对于液晶光阀，标志位是通过电信号控制，实现对通过其光信号的调制，并在探测器成像时，在标志位成像区域实现所设计的特殊的几何图案。标志元件的结构可以是十字星结构，也可以是其他结构。标志位可以有以下分布方式，图1至图4中的B1与B2为标志位：如图1所示，位于编码模板编码区域的正上方和正下方；或如图2所示，位于编码模板编码区域的正左方和正右方；或如图3与图4所示，位于编码模板编码区域对角线的延长线上。在单谱段成像或全色成像下，通过定位“十字星”在探测器上的位置，确定编码模板区域，通过确定的编码模板区域选取有效编码图像数据区域；具体操作如下：1)利用单色仪或激光器对具有标志位的编码模板进行成像探测，获取单谱段编码图像；或者在去除系统分光模块的情况下，利用积分球对编码模板进行成像探测，获得全色编码图像；在此，由于上述两种情况，均不分光，统称为编码图像。2)在编码图像上寻找“十字星”标志的成像位置，取“十字星”成像标志的中心计为B1(X1，Y1)，B2(X2，Y2)。3)假设编码模板大小为(2M+1)*(2N+1)个单元；若标志位设计为图1所示的情况，根据标志位中心与编码模板上下对称的位置关系，可确定编码模板中心为：(X1，(Y1+Y2)/2)，而编码模板在横轴和纵轴方向上的半径分别为M和N，因此，则编码模板区域为：Code1＝(X1-M:X1+M，(Y1+Y2)/2-N:(Y1+Y2)/2+N)；若标志位设计图2所示的情况，根据标志位中心与编码模板左右对称的位置关系，可确定编码模板中心为：((X1+X2)/2，Y1)，而编码模板在横轴和纵轴方向上的半径分别为M和N，因此，则编码模板区域为：Code2＝((X1+X2)/2-M:(X1+X2)/2+M，Y1-N:Y1+N)；若标志位设计为图3所示的情况，根据标志位中心与编码模板中心对称的位置关系，可确定编码模板中心为：((X1+X2)/2，(Y1+Y2)/2)，而编码模板在横轴和纵轴方向上的半径分别为M和N，因此，则编码模板区域为：Code3＝((X1+X2)/2-M:(X1+X2)/2+M，(Y1+Y2)/2-N:(Y1+Y2)/2+N)；若标志位设计为图4所示的情况，根据标志位中心与编码模板中心对称的位置关系，可确定编码模板中心为：((X1+X2)/2，(Y1+Y2)/2)，而编码模板在横轴和纵轴方向上的半径分别为M和N，因此，则编码模板区域为：Code4＝((X1+X2)/2-M:(X1+X2)/2+M，(Y1+Y2)/2-N:(Y1+Y2)/2+N)；4)编码图像数据区域定位方式：在编码全色成像系统中，编码图像数据区域位置和编码模板区域位置一致；在编码光谱成像系统中，编码图像数据区域可通过编码模板区域位置确定，假设通过编码光谱成像系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定编码图像数据区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在编码模板四周指定位置，设置标志位，确定标志位与编码模板的位置关系；步骤二：对步骤一具有标志位的编码模板进行单谱段或全色成像，获得单谱段编码图像或全色编码图像；步骤三：在单谱段编码图像或全色编码图像上查找标志位的位置，利用查找到的标志位的位置及步骤一中确定的标志位与编码模板的位置关系，确定在单谱段编码图像或全色编码图像上的编码模板区域；步骤四：根据编码模板区域获取编码图像数据区域。

【技术特征摘要】
1.一种确定编码图像数据区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在编码模板四周指定位置，设置标志位，确定标志位与编码模板的位置关系；步骤二：对步骤一具有标志位的编码模板进行单谱段或全色成像，获得单谱段编码图像或全色编码图像；步骤三：在单谱段编码图像或全色编码图像上查找标志位的位置，利用查找到的标志位的位置及步骤一中确定的标志位与编码模板的位置关系，确定在单谱段编码图像或全色编码图像上的编码模板区域；步骤四：根据编码模板区域获取编码图像数据区域。2.根据权利要求1所述的确定编码图像数据区域的方法，其特征在于：所述标志位包括至少一对关于编码模板的几何中心呈对称的标记元件，所述标记元件与编码模板共面。3.根据权利要求1所述的确定编码图像数据区域的方法，其特征在于：当编码模板为掩模板时，通过光刻蚀方法将标志位刻蚀在掩膜板上；当编码模板通过空间光调制器实现时，通过微机结构控制，对通过空间光调制器的光信号进行调制，形成标志位；当编码模板通过液晶光阑实现时，通过电信号控制，对通过液晶光阑的光信号进行调制，形成标志位。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立波，唐兴佳，赵强，李娟，于建冬，胡炳樑，李修建，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61