本申请公开了一种差分成像的系统、方法、装置及介质，涉及光谱图像获取领域。该系统在面阵影像传感器上分区域阵列覆盖多个不重叠、不同波长透过率的滤光元件实现了多个波长图像的获取，无活动部件且可以多个波长同步探测。由于采用的是单个面阵影像传感器、不包含无活动部件的滤光元件实现了对多个波长同步探测，故而，对震动不敏感，平台适应性广，且成本低；其次，相比于在差分成像系统中采用线性图像传感器的方式，本申请提供的系统中采用面阵影像传感器，降低了对帧频、飞行姿态、搭载平台稳定性等的要求，使得平台适应性广。此外，本申请还提供一种差分成像的方法、装置以及计算机可读存储介质，效果同上。效果同上。效果同上。
【技术实现步骤摘要】
一种差分成像的系统、方法、装置及介质
[0001]本申请涉及光谱图像获取领域，特别是涉及一种差分成像的系统、方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]光谱检测是指根据物质的光谱信息来确定物质的组成成分的方法，在工业分拣、表面检测、品质评估、果蔬分级、种子分选、设施农业长势及病虫害监测等领域应用广泛。由于目标某个波段位置的反射率测量值与检测环境、测量设备、使用习惯等紧密相关，要定量获取目标某个波段位置的绝对反射率需要付出较高的成本，而通过2～3个特征波长位置(一般不超过5个)的相对反射率构建差分光谱指数描述目标的光谱特性，可以大幅降低对检测环境、检测过程和检测设备的稳定性和标定精度要求，在航空航天遥感、工业检测、环境探测领域得到了广泛的应用。
[0003]目前，为了获取多个波长的光谱数据，可一般包括以下几种技术方案，
①
单个镜头后接单个面阵图像传感器，覆盖与像元配准的滤光元件阵列，但是该方法中马赛克滤光片方案由于存在空间错位，理论上存在图像的欠采样和空间失配问题；
②
多个镜头，每个镜头单独接一个滤光元件和一个面阵图像传感器，但是该方法中需要多个镜头和图像传感器，成本与波长数量成正比，不适合镜头和图像传感器相对昂贵的仪器；
③
单个镜头，通过分光元件后接多个滤光元件和面阵图像传感器，该方法虽然减少了镜头的使用数量，但是需要多个图像传感器，成本与波长数量成正比，不适合图像传感器相对昂贵的仪器；
④
单个镜头后接单个面阵图像传感器，通过旋转或平移机构切换不同的滤光元件实现不同波长光谱数据的获取，该方法中，虽然减小了面阵传感器的数量，但是旋转或平移机构体积较大、成本较高，而且对其在高频、长期工作条件下的可靠性要求更高；
⑤
单镜头后接单个多线阵图像传感器，每条线阵覆盖不同波长透过特性的滤光元件，该方法线阵图像传感器对搭载平台的稳定性较高，需要增加高精度的多轴稳定平台，不适合无人机搭载或有较大震动的工业场景。
[0004]由此可见，在采用单镜头的基础上，提供一种成本低、可靠性高的差分成像系统是本领域人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本申请的目的是提供一种差分成像的系统、方法、装置及介质，用于提供一种成本低、可靠性高的差分成像系统。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种差分成像的系统，包括：控制器、位于相机上的单个面阵影像传感器，还包括：不同波长透过率的滤光元件；
[0007]所述滤光元件分区覆盖所述面阵影像传感器的感光面，以便于所述滤光元件将所述感光面分成对应不同波长透过率的多个子面阵区域；
[0008]所述控制器用于获取所述相机曝光产生的影像；并根据所述子面阵区域将所述影
像进行分割以便获得不同波长透过率的面阵影像；根据不同波长透过率的所述面阵影像确定差分光谱指数以实现对目标物体的光谱检测。
[0009]优选地，所述滤光元件的阵列沿所述面阵影像传感器一条边的方向排布；相邻所述滤光元件相切。
[0010]优选地，所述滤光元件通过在所述面阵影像传感器的所述感光面的晶圆上镀膜形成；或所述滤光元件为滤光片；
[0011]所述滤光元件分区覆盖所述面阵影像传感器的感光面包括：
[0012]所述滤光片贴合在所述面阵影像传感器的所述感光面上，或所述滤光片距离所述面阵影像传感器的所述感光面预设距离。
[0013]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种差分成像的方法，应用于包括控制器、位于相机上的单个面阵影像传感器，还包括：不同波长透过率的滤光元件的差分成像系统，所述滤光元件分区覆盖所述面阵影像传感器的感光面，所述方法包括：
[0014]获取所述相机曝光产生的影像；
[0015]根据子面阵区域将所述影像进行分割并获取不同波长透过率的面阵影像；其中，所述子面阵区域为所述滤光元件将所述感光面分成对应不同波长透过率的区域；
[0016]根据不同波长透过率的所述面阵影像确定差分光谱指数以实现对目标物体的光谱检测。
[0017]优选地，所述获取所述相机曝光产生的影像包括：
[0018]在所述相机工作在面阵成像模式的情况下，控制所述相机与所述目标物体产生相对运动；
[0019]在各所述子面阵区域工作在面阵凝视模式的情况下，获取所述相机在预设曝光时间拍摄的所述目标物体的影像。
[0020]优选地，尺寸相同的不同波长透过率的各所述滤光元件沿所述面阵影像传感器一条边的方向排布，所述相机与所述目标物体产生相对运动的方向垂直于所述滤光元件的所有边长中的长边方向。
[0021]优选地，所述根据不同波长透过率的所述面阵影像确定差分光谱指数包括：
[0022]将同一波长透过率的所述面阵影像按照曝光先后顺序形成一个面阵影像组；
[0023]获取由所有不同波长透过率的所述面阵影像组构成预设时长内的面阵影像数据集；
[0024]对所述面阵影像数据集进行预处理以便获取所述预设时长内所述目标物体的正射影像；
[0025]获取预设波长透过率的所述正射影像；
[0026]根据所述预设波长透过率的所述正射影像确定所述差分光谱指数。
[0027]优选地，所述预设曝光时间、帧频根据各所述子面阵区域的所述感光面对应的视场大小、速高比、影像重叠率确定；其中，所述影像重叠率包含航向重叠率和旁向重叠率，同一航线中，同一波长透过率的所述子面阵区域获取的所述目标物体的影像存在所述航向重叠率；相邻航线中，同一波长透过率的所述子面阵区域获取的所述目标物体的影像存在所述旁向重叠率。
[0028]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种差分成像的装置，包括：
[0029]存储器，用于存储计算机程序；
[0030]处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的差分成像的方法的步骤。
[0031]为了解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的差分成像的方法的步骤。
[0032]本申请所提供的一种差分成像的系统，包括：控制器、位于相机上的单个面阵影像传感器，还包括：不同波长透过率的滤光元件；滤光元件分区覆盖面阵影像传感器的感光面，以便于滤光元件将感光面分成对应不同波长透过率的多个子面阵区域；控制器用于获取相机曝光产生的影像；并根据子面阵区域将影像进行分割以便获得不同波长透过率的面阵影像；根据不同波长透过率的面阵影像确定差分光谱指数以实现对目标物体的光谱检测。由此可见，该系统在面阵影像传感器上分区域阵列覆盖多个不重叠、不同波长透过率的滤光元件实现了多个波长图像的获取，无活动部件且可以多个波长同步探测。由于采用的是单个面阵影像传感器、不包含无活动部件的滤光元件实现了对多个波长同步探测，故而，对震动不敏感，平台适应性广，且成本低；其次，相比于在差分成像系统中采用线性图像传感器的方式，本申请提供的系统中采用面阵影本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种差分成像的系统，包括：控制器、位于相机上的单个面阵影像传感器，其特征在于，还包括：不同波长透过率的滤光元件；所述滤光元件分区覆盖所述面阵影像传感器的感光面，以便于所述滤光元件将所述感光面分成对应不同波长透过率的多个子面阵区域；所述控制器用于获取所述相机曝光产生的影像；并根据所述子面阵区域将所述影像进行分割以便获得不同波长透过率的面阵影像；根据不同波长透过率的所述面阵影像确定差分光谱指数以实现对目标物体的光谱检测。2.根据权利要求1所述的差分成像的系统，其特征在于，所述滤光元件的阵列沿所述面阵影像传感器一条边的方向排布；相邻所述滤光元件相切。3.根据权利要求1或2所述的差分成像的系统，其特征在于，所述滤光元件通过在所述面阵影像传感器的所述感光面的晶圆上镀膜形成；或所述滤光元件为滤光片，所述滤光元件分区覆盖所述面阵影像传感器的感光面包括：所述滤光片贴合在所述面阵影像传感器的所述感光面上，或所述滤光片距离所述面阵影像传感器的所述感光面预设距离。4.一种差分成像的方法，其特征在于，应用于包括控制器、位于相机上的单个面阵影像传感器，还包括：不同波长透过率的滤光元件的差分成像系统，所述滤光元件分区覆盖所述面阵影像传感器的感光面，所述方法包括：获取所述相机曝光产生的影像；根据子面阵区域将所述影像进行分割并获取不同波长透过率的面阵影像；其中，所述子面阵区域为所述滤光元件将所述感光面分成对应不同波长透过率的区域；根据不同波长透过率的所述面阵影像确定差分光谱指数以实现对目标物体的光谱检测。5.根据权利要求4所述的差分成像的方法，其特征在于，所述获取所述相机曝光产生的影像包括：在所述相机工作在面阵成像模式的情况下，控制所述相机与所述目标物体产...
【专利技术属性】
技术研发人员：张军强，李先峰，杨斌，冯一帆，
申请(专利权)人：长光禹辰信息技术与装备青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：
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