滤色器选取方法、装置以及电子设备制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种滤色器选取方法、装置以及电子设备，涉及多光谱成像的图像技术领域，本申请通过改变高斯型窄带滤色片透过率曲线中的中心波长和光谱带宽，得到大量的高斯型窄带滤色片，再对这些大量的高斯型窄带滤色片进行优化选择得到少量的高斯型窄带滤色片，减小了选取高斯型窄带滤色片所需的计算量，再从少量的高斯型窄带滤色片中选取高性能的滤色片组合成最优滤色器，可以简化最优滤色器的选取过程，可以提高最优滤色器的计算效率，还可以使得最优滤色器同时具备光谱重建、颜色重现等多方面的高性能表现。现等多方面的高性能表现。现等多方面的高性能表现。

【技术实现步骤摘要】
滤色器选取方法、装置以及电子设备


[0001]本申请涉及多光谱成像的图像
，尤其涉及一种滤色器选取方法、装置以及电子设备。

技术介绍

[0002]对典型的多光谱成像系统而言，窄带滤色器的设计目标通常有两类，其一为多光谱物质识别，旨在测量被探测物质的特征波长对应的光谱响应；其二为多光谱彩色成像，旨在获取和重建整个可见光范围内成像目标的光谱信息，以达到不同光照下颜色重现时，消除传统彩色成像技术条件下普遍存在的同色异谱的目的。由于人眼在可见光谱段的光谱分辨力有限的特点，可以认为自然场景物体表面反射率时光滑的，从而，自然场景的高维光谱就可被少数几个光谱通道的光谱图像简单表达。多光谱彩色成像，就是从可见光范围内少数几个光谱通道的场景图像重建出成像场景的高维光谱来，然而，数学上这个过程却是个病态的。消除多光谱彩色成像中数学病态现象的方法，称为光谱灵敏度优化。通过在大量透过率不同的滤色片集合中选取滤色片是光谱灵敏度优化的一种常见方法，目前为止，对在多光谱彩色成像领域，宽带滤色片选择较为成熟，窄带滤色片的选取方法较少。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种滤色器选取方法、装置以及电子设备，可以简化最优滤色器的选取过程，提高最优滤色器的计算效率。所述技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种滤色器选取方法，所述方法包括：获取各高斯型滤色片分别对应的光谱透过率向量，并从各所述光谱透过率向量中选取目标数量的光谱透过率向量子集，每个光谱透过率向量子集包括至少一个通道的光谱透过率向量，所述每个光谱透过率向量子集对应的高斯型滤色片构成每个初始滤色器；基于所述目标数量的光谱透过率向量子集和多光谱相机响应函数，计算各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量；基于所述各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量，计算所述各成像目标在每个初始滤色器下的重构反射率向量；获取各所述成像目标对应的测量反射率向量，计算各所述重构反射率向量和各所述测量反射率向量在各预设误差参数下对应的误差值；基于各所述误差值，对所述每个初始滤色器进行评分，将评分最高的初始滤色器作为目标滤色器。
[0004]第二方面，本申请实施例提供了一种滤色器选取装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取各高斯型滤色片分别对应的光谱透过率向量，并从各所述光谱透过率向量中选取目标数量的光谱透过率向量子集，每个光谱透过率向量子集包括至少一个通道的光谱透过率向量，所述每个光谱透过率向量子集对应的高斯型滤色片构成每个初始滤色器；
第二计算模块，用于基于所述目标数量的光谱透过率向量子集和多光谱相机响应函数，计算各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量；第三计算模块，用于基于所述各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量，计算所述各成像目标在每个初始滤色器下的重构反射率向量；第四计算模块，用于获取各所述成像目标对应的测量反射率向量，计算各所述重构反射率向量和各所述测量反射率向量在各预设误差参数下对应的误差值；第五计算模块，用于基于各所述误差值，对所述每个初始滤色器进行评分，将评分最高的初始滤色器作为目标滤色器。
[0005]第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，可包括：存储器和处理器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述存储器加载并执行上述的方法步骤。
[0006]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本申请实施例的方案在执行时，获取各高斯型滤色片分别对应的光谱透过率向量，并从各所述光谱透过率向量中选取目标数量的光谱透过率向量子集，每个光谱透过率向量子集包括至少一个通道的光谱透过率向量，所述每个光谱透过率向量子集对应的高斯型滤色片构成每个初始滤色器，基于所述目标数量的光谱透过率向量子集和多光谱相机响应函数，计算各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量，基于所述各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量，计算所述各成像目标在每个初始滤色器下的重构反射率向量，获取各所述成像目标对应的测量反射率向量，计算各所述重构反射率向量和各所述测量反射率向量在各预设误差参数下对应的误差值，基于各所述误差值，对所述每个初始滤色器进行评分，将评分最高的初始滤色器作为目标滤色器。本申请通过改变高斯型窄带滤色片透过率曲线中的中心波长和光谱带宽，得到大量的高斯型窄带滤色片，再对这些大量的高斯型窄带滤色片进行优化选择得到少量的高斯型窄带滤色片，减小了选取高斯型窄带滤色片所需的计算量，再从少量的高斯型窄带滤色片中选取高性能的滤色片组合成最优滤色器，可以简化最优滤色器的选取过程，可以提高最优滤色器的计算效率，还可以使得最优滤色器同时具备光谱重建、颜色重现等多方面的高性能表现。
附图说明
[0007]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0008]图1是本申请实施例提供的一种滤色器选取方法的流程示意图；图2是本申请实施例提供的一种典型高斯型窄带滤色片对应的透过率向量曲线的峰值波长和带宽的示意图；图3（a）是本申请实施例提供的一种高斯型滤色片对应的光谱透过率曲线示意图；图3（b）是本申请实施例提供的一种相机的光谱响应向量示意图；图4是本申请实施例提供的另一种滤色器选取方法的流程示意图；图5是本申请实施例提供的一种4
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8通道窄带最优高斯型滤色器的透过率曲线示
意图；图6（a）是本申请实施例提供的一种通道数目为4
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8的最佳滤色器各自对应的峰值信噪比的平均性能示意图；图6（b）是本申请实施例提供的一种通道数目为4
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8的最佳滤色器各自对应的光谱吻合度指数的平均性能示意图；图6（c）是本申请实施例提供的一种通道数目为4
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8的最佳滤色器各自对应的均方差指标的平均性能示意图；图6（d）是本申请实施例提供的一种通道数目为4
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8的最佳滤色器各自对应的CIE2000色差公式的平均性能示意图；图7是本申请实施例提供的一种滤色器选取装置的结构示意图；图8是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0009]为使得本申请实施例的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0010]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、
ꢀ“
第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滤色器选取方法，其特征在于，所述方法包括：获取各高斯型滤色片分别对应的光谱透过率向量，并从各所述光谱透过率向量中选取目标数量的光谱透过率向量子集，每个光谱透过率向量子集包括至少一个通道的光谱透过率向量，所述每个光谱透过率向量子集对应的高斯型滤色片构成每个初始滤色器；基于所述目标数量的光谱透过率向量子集和多光谱相机响应函数，计算各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量；基于所述各成像目标在每个初始滤色器下的多光谱相机响应向量，计算所述各成像目标在每个初始滤色器下的重构反射率向量；获取各所述成像目标对应的测量反射率向量，计算各所述重构反射率向量和各所述测量反射率向量在各预设误差参数下对应的误差值；基于各所述误差值，对所述每个初始滤色器进行评分，将评分最高的初始滤色器作为目标滤色器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各高斯型滤色片分别对应的光谱透过率向量，包括：在预设光谱取值范围内获取各中心波长，并从所述各中心波长中确定第一中心波长；在预设光谱带宽取值范围内获取各光谱带宽，并从所述各光谱带宽中确定第一光谱带宽；将所述第一中心波长作为高斯型滤色片透过率曲线函数中的中心波长，并且将所述第一光谱带宽作为所述高斯型滤色片透过率曲线函数中的光谱带宽，得到各高斯型滤色片分别对应的光谱透过率向量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从各所述光谱透过率向量中选取目标数量的光谱透过率向量子集，包括：遍历预设通道中的第一通道，从目标数量的光谱透过率向量中选取第一光谱透过率向量作为所述第一通道对应的优选光谱透过率向量，所述预设通道包括N个通道，N为大于3的自然数，每个通道中包括所述目标数量的所述光谱透过率向量；遍历所述预设通道中的第二通道，基于所述第一光谱透过率向量，从所述目标数量的所述光谱透过率向量中选取除所述第一光谱透过率向量之外的第二光谱透过率向量作为所述第二通道对应的优选光谱透过率向量；按照上述方式，遍历所述预设通道中的下一通道；当遍历到所述预设通道中的第N通道时，基于所述第一光谱透过率向量至第N
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1光谱透过率向量，从所述目标数量的所述光谱透过率向量中选取除所述第一光谱透过率向量至所述第N
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1光谱透过率向量之外的第N光谱透过率向量作为所述第N通道对应的优选光谱透过率向量；由每个通道各自对应的优选光谱透过率向量组成所述目标数量的光谱透过率向量子集。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述误差值，对所述每个初始滤色器进行评分，将评分最高的初始滤色器作为目标滤色器，包括：计算所述每个初始滤色器中所有成像目标分别在各预设误差参数下的误差均值；基于所述各预设误差参数的排列顺序和各所述误差均值，计算所述每个初始滤色器在
所述各预设误差参数下的评...

【专利技术属性】
技术研发人员：李遂贤，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：