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视频光谱仪校正装置制造方法及图纸

技术编号:11730155 阅读:130 留言:0更新日期:2015-07-15 02:42
本发明专利技术提出一种视频光谱仪校正装置,包括:用于输出单色光的单色仪;发光源,用于为单色仪提供光源;积分球,具有进光孔和出光孔,积分球的进光孔用于接收单色仪输出的单色光,积分球的出光孔输出均匀单色光;光谱仪,其镜头正对积分球的出光孔且与积分球的出光孔间隔预定距离,用于根据积分球输出的均匀单色光得到光谱图像;控制器,分别与单色仪和光谱仪相连,用于调整单色仪输出单色光的波长,并采集光谱仪在多个波长的单色光下对应的多个光谱图像,以及对多个光谱图像进行处理,得到光谱仪的多个波长对应的光谱校正数据,并根据光谱校正数据对光谱仪进行校正。本发明专利技术的装置可以对视频光谱仪进行光谱校正,且结构简单、操作简单、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱校正
,特别涉及一种匹配器损耗功率的计算方法及装置。
技术介绍
光谱仪用来捕获光谱信息。传统的点扫描或线扫描式光谱仪采用时序扫描或空间扫描的方式,实际上是牺牲时间分辨率和空间分辨率来换取较高的光谱分辨率,其对机械稳定性要求较高,价格昂贵,且无法实时捕获光谱视频。滤波式光谱仪利用不同波段的滤波片来获取各个波段的光谱响应,空间分辨率很高,但受限于滤波片的数量无法达到较高的光谱分辨率。目前出现了一种混合相机式视频光谱仪,其内部包含一台彩色相机和一台灰度相机,其中灰度相机用于光谱成像,依据棱镜掩膜式光谱成像原理以及基于高空间分辨率RGB信息的光谱信息传播,实现了光谱(4~20nm)、空间(百万像素)、时间(实时,15fps)三个维度上高分辨率视频获取。而这种合相机式视频光谱仪对于光谱图像的后续处理和分析很不方便,因此,需要对光谱仪进行光谱校正,以获得波长和该波长的单色光在光谱图像上响应位置之间的关系。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的目的在于提出一种视频光谱仪校正装置,该装置可以对视频光谱仪进行光谱校正,且结构简单、操作简单、成本低。为了实现上述目的,本专利技术的实施例提出了一种视频光谱仪校正装置,包括:用于输出单色光的单色仪;发光源,所述发光源用于为所述单色仪提供光源;积分球,所述积分球具有进光孔和出光孔,所述积分球的进光孔用于接收所述单色仪输出的单色光,所述积分球的出光孔输出均匀单色光;光谱仪,所述光谱仪的镜头正对所述积分球的出光孔且与所述积分球的出光孔间隔预定距离,所述光谱仪用于根据所述积分球输出的均匀单色光得到光谱图像;控制器,所述控制器分别与所述单色仪和光谱仪相连,所述控制器用于调整所述单色仪输出单色光的波长,并采集所述光谱仪在多个波长的单色光下对应的多个光谱图像,以及对所述多个光谱图像进行处理,得到所述光谱仪的多个波长对应的光谱校正数据,并根据所述光谱校正数据对所述光谱仪进行校正。根据本专利技术实施例的视频光谱仪校正装置,通过控制器调节单色与输出单色光的波长,得到光谱仪在多个波长的单色光下的多个光谱图像,然后对多个光谱图像进行处理,得到光谱仪的多个波长对应的光谱校正数据,从而据此对光谱仪进行校正。因此,本专利技术的装置可以对基于棱镜掩膜式光谱成像原理的视频光谱仪进行光谱校正,且结构简单、操作简便、成本低。另外,根据本专利技术上述实施例的视频光谱仪校正装置还可以具有如下附加的技术特征:在一些示例中,所述控制器对所述多个光谱图像进行处理,包括:对所述光谱图像进行去噪;获得去噪后的光谱图像中各掩膜狭缝对应的光谱响应区域,并将所述光谱响应区域的中心作为该波长在光谱图像中的响应位置。在一些示例中,所述发光源为卤钨灯光源。在一些示例中,所述卤钨灯光源包括功率为250w的卤钨灯、光源室和配套稳流电源。在一些示例中,所述控制器用于通过软件控制所述单色仪输出单色光的波长,通过设定数值使所述单色仪输出特定波长的单色光。在一些示例中,所述积分球的进光孔的直径为1英寸,所述积分球的出光孔的直径为2.5英寸,所述积分球的进光孔和出光孔设置在所述积分球的赤道线上,且相隔90°。在一些示例中,所述发光源、单色仪、积分球和光谱仪的高度可调。在一些示例中,所述发光源和单色仪的进光孔和出光孔的狭缝大小均可调。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是根据本专利技术一个实施例的视频光谱仪校正装置的结构框图;以及图2是根据本专利技术一个实施例的波长为700nm的均匀单色光对应的光谱图像。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本专利技术,而不能理解为对本专利技术的限制。以下结合附图描述根据本专利技术实施例的视频光谱仪校正装置。图1是根据本专利技术一个实施例的视频光谱仪校正装置的结构框图。如图1所示,该装置100包括:单色仪110、发光源120、积分球130、光谱仪140和控制器150。其中,单色仪110用于输出单色光。发光源120用于为单色仪110提供光源。其中,在本专利技术的一个实施例中,发光源120例如为卤钨灯光源,更为具体地,卤钨灯光源例如包括功率为250w的卤钨灯、光源室和配套稳流电源,卤钨灯出光孔沿光轴与单色仪110的进光孔相匹配,为单色仪110提供光源。积分球130具有进光孔和出光孔,积分球130的进光孔用于接收单色仪110输出的单色光,积分球130的出光孔输出均匀单色光。其中,在一些示例中,例如,积分球的进光孔直径为1英寸,出光孔的直径为2.5英寸,积分球的进光孔和出光孔设置在积分球的赤道线上,且相隔90°。具体地说,单色仪110出光孔沿光轴方向与积分球130进光孔相匹配,积分球130出光孔沿光轴方向放置带校正视频光谱仪,也即光谱仪140。光谱仪140的镜头正对积分球130的出光孔且与积分球130的出光孔间隔预定距离,光谱仪140用于根据积分球130输出的均匀单色光得到光谱图像。在具体示例中,预定距离例如为0~10cm,也即光谱仪140的镜头设置在正对积分球130出光孔0~10cm处,使得从积分球130输出的均匀单色光能够完全覆盖光谱仪视场。其中,在本专利技术的实施例中,例如,光谱仪140是一种混合相机式视频光谱仪,光谱仪内部包含了一台彩色相机和一台灰度相机,其中灰度相机用于光谱成像,根据棱镜掩膜式光谱成像原理以及基于高空间分辨率RGB信息的光谱信息传播,实现了光谱(4~20nm)、空间(百万像素)和时间(实时,15fps)三个维度上高分辨率视频获取。为了便于对光谱图像进行后续处理和分析,因此,控制器150需要对光谱仪140进行光谱校正,以获得波长和该波长的单色光在光谱图像上响应位置之间的关系。控制器150分别与单色仪110和光谱仪140相连,用于调整单色仪110输出单色光的波长,并采集光谱仪140在多个波长的单色光下对应的多个光谱图像,以及对多个光谱图像进行处理,得到光谱仪140的多个波长对应的光谱校正数据,并根据光谱校正数据对光谱仪140进行校正。其中,在该示例中,控制器150例如为计算机。控制器150对多个光谱图像进行处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频光谱仪校正装置,其特征在于,包括:用于输出单色光的单色仪;发光源,所述发光源用于为所述单色仪提供光源;积分球,所述积分球具有进光孔和出光孔,所述积分球的进光孔用于接收所述单色仪输出的单色光,所述积分球的出光孔输出均匀单色光;光谱仪,所述光谱仪的镜头正对所述积分球的出光孔且与所述积分球的出光孔间隔预定距离,所述光谱仪用于根据所述积分球输出的均匀单色光得到光谱图像;控制器,所述控制器分别与所述单色仪和光谱仪相连,所述控制器用于调整所述单色仪输出单色光的波长,并采集所述光谱仪在多个波长的单色光下对应的多个光谱图像,以及对所述多个光谱图像进行处理,得到所述光谱仪的多个波长对应的光谱校正数据,并根据所述光谱校正数据对所述光谱仪进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种视频光谱仪校正装置,其特征在于,包括:
用于输出单色光的单色仪;
发光源,所述发光源用于为所述单色仪提供光源;
积分球,所述积分球具有进光孔和出光孔,所述积分球的进光孔用于接收所述单色仪输
出的单色光,所述积分球的出光孔输出均匀单色光;
光谱仪,所述光谱仪的镜头正对所述积分球的出光孔且与所述积分球的出光孔间隔预定
距离,所述光谱仪用于根据所述积分球输出的均匀单色光得到光谱图像;
控制器,所述控制器分别与所述单色仪和光谱仪相连,所述控制器用于调整所述单色仪
输出单色光的波长,并采集所述光谱仪在多个波长的单色光下对应的多个光谱图像,以及对
所述多个光谱图像进行处理,得到所述光谱仪的多个波长对应的光谱校正数据,并根据所述
光谱校正数据对所述光谱仪进行校正。
2.根据权利要求1所述的视频光谱仪校正装置,其特征在于,所述控制器对所述多个光
谱图像进行处理,包括:
对所述光谱图像进行去噪;
获得去噪后的光谱图像中各掩膜狭缝对应的光谱响应区域,...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴琼海廖智宏田雨时
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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