本发明专利技术公开了一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置及方法，其中：频率可调型光源的出射光方向与光束整形系统、像素滤光型多光谱探测器的主光轴保持一致；光束整形系统用于对频率可调型光源的出射光进行准直、扩束和均匀化照明整形处理；经光束整形系统处理后的出射光照射到像素滤光型多光谱探测器上，获得响应图像；处理器根据收到的响应图像构建每个宏像素的光谱校正矩阵，再调用光谱校正矩阵对每个宏像素实施正则化校正，实现对多光谱图像的光谱校正。该装置及方法能解决现有技术在低照度下校正质量差、像素响应的不一致性影响成像质量的问题，从而获取高质量的多光谱图像。从而获取高质量的多光谱图像。从而获取高质量的多光谱图像。
【技术实现步骤摘要】
一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置及方法
[0001]本专利技术涉及多光谱成像设备
，尤其涉及一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置及方法。
技术介绍
[0002]多光谱成像设备可同时获取物体的二维图像和光谱辐射信息，广泛用于军用侦察、作物分类与识别、遥感信息模型研究、农业灾害预测等领域。基于像素滤光型光谱成像器件的多光谱成像设备具有小巧轻便、操作简单、实时成像等特点，适用于多光谱视频采集、高速目标检测等传统扫描式多光谱成像设备无法胜任的应用场景。
[0003]像素滤光型多光谱探测器的工作原理是在相邻的多个物理像素布置滤光片阵列，并将其视作一个光谱宏像素，且每个滤光片的中心波长不同，通过单次曝光即可获得所有谱段下的光谱数据。相比于传统的扫描式多光谱成像方式，该成像方式的优点在于：将单个滤光片阵列集成到标准CMOS探测器上，大大减少了系统杂散光，提高了灵敏度和成像速度；采用CMOS工艺技术可显著降低成本，具有大规模制造的潜力；每个像素滤光片的晶圆级设计可实现紧凑的快照式光谱采集，极大地增加了摄像机的便携性、灵活性和易用性，特别适用于尺寸和质量受限的应用领域，如小型无人机伪装目标侦察识别应用场合。但该成像方式目前的短板主要在于：由于其工作原理的固有限制，滤光片的每个谱段与相邻谱段之间必然存在光谱混叠，从而对成像质量造成显著影响，且滤光片的谱段数越多，对成像质量的影响越大。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置及方法，该装置及方法能解决现有技术在低照度下校正质量差、像素响应的不一致性影响成像质量的问题，从而获取高质量的多光谱图像。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置，所述装置包括频率可调型光源、光束整形系统、像素滤光型多光谱探测器和处理器，其中：
[0007]所述频率可调型光源的出射光方向与所述光束整形系统、像素滤光型多光谱探测器的主光轴保持一致；该频率可调型光源用于输出具有不同中心波长和带宽的单色光，且出射光的中心波长和带宽与所述像素滤光型多光谱探测器上滤光片具有的中心波长和带宽相匹配；
[0008]所述频率可调型光源固定于所述光束整形系统前，且所述像素滤光型多光谱探测器固定于所述光束整形系统后；
[0009]所述光束整形系统用于对所述频率可调型光源的出射光进行准直、扩束和均匀化照明整形处理，以使所述像素滤光型多光谱探测器各个像素上照射到的光强大致相同；
[0010]经所述光束整形系统处理后的出射光照射到所述像素滤光型多光谱探测器上，获
得响应图像；
[0011]所述处理器与所述像素滤光型多光谱探测器通过通信电缆连接，所述像素滤光型多光谱探测器将得到的响应图像发送给所述处理器进行处理；
[0012]所述处理器根据收到的响应图像构建每个宏像素的光谱校正矩阵，再调用所述光谱校正矩阵对待校正多光谱图像的每个宏像素实施正则化校正，实现对待校正多光谱图像的光谱校正。
[0013]一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正方法，所述方法包括：
[0014]步骤1、利用频率可调型光源输出具有不同中心波长和带宽的单色光，且出射光的中心波长和带宽与像素滤光型多光谱探测器上滤光片具有的中心波长和带宽相匹配；
[0015]步骤2、利用光束整形系统对频率可调型光源的出射光进行准直、扩束和均匀化照明整形处理；
[0016]步骤3、利用像素滤光型多光谱探测器获取经所述光束整形系统处理后的出射光的响应图像，并由处理器根据响应图像构建每个宏像素的光谱校正矩阵；
[0017]步骤4、针对待校正多光谱图像，由处理器调用所述光谱校正矩阵对所述待校正多光谱图像的每个宏像素实施正则化校正，实现对所述待校正多光谱图像的光谱校正。
[0018]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述装置及方法能解决现有技术在低照度下校正质量差、像素响应的不一致性影响成像质量的问题，从而获取高质量的多光谱图像。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术所述像素滤光型多光谱探测器3的一种实现结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例所述方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通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，都属于本专利技术的保护范围。
[0024]如图1为本专利技术实施例提供的像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置的结构示意图，所述装置包括频率可调型光源1、光束整形系统2、像素滤光型多光谱探测器3和处理器4，其中：
[0025]所述频率可调型光源1的出射光方向与所述光束整形系统2、像素滤光型多光谱探测器3的主光轴保持一致；该频率可调型光源1用于输出具有不同中心波长和带宽的单色
光，且出射光的中心波长和带宽与所述像素滤光型多光谱探测器3上滤光片具有的中心波长和带宽相匹配；
[0026]所述频率可调型光源1固定于所述光束整形系统2前，且所述像素滤光型多光谱探测器3固定于所述光束整形系统2后；
[0027]所述光束整形系统2用于对所述频率可调型光源1的出射光进行准直、扩束和均匀化照明整形处理，以使所述像素滤光型多光谱探测器3各个像素上照射到的光强大致相同；如图1所示，所述光束整形系统2具体包括光学准直镜组21、光学扩束镜组22、光束整形镜组23，其中：
[0028]所述光学准直镜组21用于对所述频率可调型光源1的出射光进行准直；
[0029]所述光学扩束镜组22用于对所述光学准直镜组21准直后的出射光进行扩束；
[0030]所述光束整形镜组23用于对所述光学扩束镜组22扩束后的出射光进行均匀化照明整形处理。
[0031]经所述光束整形系统2处理后的出射光照射到所述像素滤光型多光谱探测器3上，获得响应图像；
[0032]所述处理器4与所述像素滤光型多光谱探测器3通过通信电缆连接，所述像素滤光型多光谱探测器3将得到的响应图像发送给所述处理器4进行处理；
[0033]所述处理器4根据收到的响应图像构建每个宏像素的光谱校正矩阵，再调用所述光谱校正矩阵对每个宏像素实施正则化校正，实现对多光谱图像的光谱校正。具体实现中，该处理器4可以是ARM核心板，包含ARM处理核心和固态存储卡，上述处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置，其特征在于，所述装置包括频率可调型光源、光束整形系统、像素滤光型多光谱探测器和处理器，其中：所述频率可调型光源的出射光方向与所述光束整形系统、像素滤光型多光谱探测器的主光轴保持一致；该频率可调型光源用于输出具有不同中心波长和带宽的单色光，且出射光的中心波长和带宽与所述像素滤光型多光谱探测器上滤光片具有的中心波长和带宽相匹配；所述频率可调型光源固定于所述光束整形系统前，且所述像素滤光型多光谱探测器固定于所述光束整形系统后；所述光束整形系统用于对所述频率可调型光源的出射光进行准直、扩束和均匀化照明整形处理，以使所述像素滤光型多光谱探测器各个像素上照射到的光强大致相同；经所述光束整形系统处理后的出射光照射到所述像素滤光型多光谱探测器上，获得响应图像；所述处理器与所述像素滤光型多光谱探测器通过通信电缆连接，所述像素滤光型多光谱探测器将得到的响应图像发送给所述处理器进行处理；所述处理器根据收到的响应图像构建每个宏像素的光谱校正矩阵，再调用所述光谱校正矩阵对待校正多光谱图像的每个宏像素实施正则化校正，实现对待校正多光谱图像的光谱校正。2.根据权利要求1所述像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置，其特征在于，所述像素滤光型多光谱探测器上的滤光片采用循环排布方式，具体是将探测器视作由多个相同的宏像素组成，每个宏像素内包含多个探测器的物理像素，且所有物理像素上的滤光片具有不同的中心波长；所有的宏像素具有相同的滤光片排布方式。3.根据权利要求1所述像素滤光型多光谱探测器的光谱校正装置，其特征在于，所述光束整形系统具体包括光学准直镜组、光学扩束镜组、光束整形镜组，其中：所述光学准直镜组用于对所述频率可调型光源的出射光进行准直；所述光学扩束镜组用于对所述光学准直镜组准直后的出射光进行扩束；所述光束整形镜组用于对所述光学扩束镜组扩束后的出射光进行均匀化照明整形处理。4.一种像素滤光型多光谱探测器的光谱校正方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、利用频率可调型光源输出具有不同中心波长和带宽的单色光，且出射光的中心波长和带宽与像素滤光型多光谱探测器上滤光片具有的中心波长和带宽相匹配；步骤2、利用光束整形系统对频率可调型光源的出射光进行准直、扩束和均匀化照明整形处理；步骤3、利用像素滤光型多光谱探测器获取经所述光束整形系统处理后的出射光的响应图像，并由处理器根据响应图像构建每个宏像素的光谱校正矩阵；步骤4、针对待校正多光谱图像，由处理器调用所述光谱校正矩阵对所述待校正多光谱图像的每个宏像素实施正则化校正，实现对所述待校正多光谱图像的光谱校正。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：高寒，黄旻，张桂峰，钱路路，王光明，赵益昕，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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