多光谱变倍摄像机系统技术方案

本申请实施例提供了多光谱变倍摄像机系统，所述多光谱变倍摄像机系统，包括：摄像机、环境光检测装置；所述摄像机包括图像传感器、圆盘滤光片、可变倍的镜头组件、电机以及处理器；所述环境光检测装置，用于获取所述监控区域的光线的光强数据，并将所述光强数据发送至所述处理器，其中，所述光线的光强数据包括所述目标光谱波段对应的光强数据。应用本申请实施例，可以提高植被指数的确定效率。可以提高植被指数的确定效率。可以提高植被指数的确定效率。

【技术实现步骤摘要】
多光谱变倍摄像机系统


[0001]本申请涉及光学
，特别是涉及多光谱变倍摄像机系统。

技术介绍

[0002]由于植被的反射光谱与地面的反射光谱不同且不同状态的植被的反射光谱也不相同，因此可以通过测量指定区域的反射率确定出植被指数，植被指数能够反映该区域内的植被覆盖率、植被的生长状况等信息。
[0003]相关技术中，可以预先在指定区域附近设置反射率已知的漫反射板，使用摄像机从高处拍摄得到包含指定区域和漫反射板的图像，根据图像中指定区域的亮度与漫反射板的亮度的比值，确定指定区域的反射率与漫反射板的反射率的比值，从而得到指定对象的反射率。
[0004]但是该方式需要预先设置漫反射板，因此效率较低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种多光谱变倍摄像机系统，以提高植被指数的确定效率。具体技术方案如下：
[0006]本申请提供了一种多光谱变倍摄像机系统，所述多光谱变倍摄像机系统，包括：摄像机、环境光检测装置；
[0007]所述摄像机包括图像传感器、圆盘滤光片、可变倍的镜头组件、电机以及处理器；
[0008]所述圆盘滤光片的外边缘周向设置有齿轮，所述齿轮在所述电机的作用下以使所述圆盘滤光片能够以光轴为轴线转动，所述圆盘滤光片包括至少4个透光区域，任一所述透光区域能够透射不同光谱波段的光线；
[0009]所述处理器，用于驱动所述电机带动所述圆盘滤光片转动，以使得所述至少4个透光区域中的目标透光区域位于监控区域的光线入射至所述图像传感器的光路上；并将所述镜头组件的放大倍率调整至目标倍率；其中，所述目标透光区域为能够透过目标光谱波段的透光区域，所述监控区域包括植被；
[0010]所述图像传感器，用于感应所述监控区域的光线生成第一光谱图像，并将所述第一光谱图像发送至所述处理器；
[0011]所述环境光检测装置，用于获取所述监控区域的光线的光强数据，并将所述光强数据发送至所述处理器，其中，所述光线的光强数据包括所述目标光谱波段对应的光强数据；
[0012]所述处理器，还用于接收所述第一光谱图像和所述光线的光强数据；并对所述第一光谱图像进行预处理，得到第二光谱图像；
[0013]在多个预设的反射率矫正系数表中确定出与所述目标光谱波段对应的目标反射率矫正系数表，其中，反射率矫正系数表用于表示倍率与反射率矫正系数的对应关系；
[0014]根据所述目标反射率矫正系数表表示的对应关系，确定所述目标倍率对应的目标
反射率矫正系数；
[0015]基于所述目标反射率矫正系数，对所述第二光谱图像和所述目标光谱波段的光强数据执行第一预设函数处理，生成所述监控区域的反射率图像数据；
[0016]对生成的反射率图像数据执行第二预设函数处理，生成所述监控区域的归一化差值植被指数图像。
[0017]在一种可能的实施例中，所述摄像机还包括内部存储介质，所述内部存储介质，用于存储与多个光谱波段对应的多个预设的反射率矫正系数表，任一所述反射率矫正系数表包括多组倍率与反射率矫正系数，其中所述倍率与所述反射率矫正系数一一对应。
[0018]在一种可能的实施例中，在任一所述预设的反射率矫正系数表中，所述反射率矫正系数由相邻的倍率和反射率矫正系数经由线性插值函数确定。
[0019]在一种可能的实施例中，所述线性插值函数包括：
[0020][0021]其中，(Ka,Za)和(Kb,Zb)是(k，Z)前后相邻的一组倍率和反射率矫正系数。
[0022]在一种可能的实施例中，所述预设的反射率矫正系数表中包括2组指定的倍率和反射率矫正系数，进而经由线性插值函数生成其他组的倍率和反射率矫正系数。
[0023]在一种可能的实施例中，所述第一预设函数限定为：
[0024]其中，(i,j)表示图像像素坐标点，B
λ
表示第二光谱图像，K
λ
表示目标反射率矫正系数，I
light,
λ表示所述目标光谱波段对应的光强数据，P
λ
表示反射率图像数据。
[0025]在一种可能的实施例中，所述图像传感器感应所述监控区域的光线生成第一光谱图像，包括：
[0026]感应所述监控区域的光线生成RAW格式的第一光谱图像；
[0027]所述预处理，包括：
[0028]对RAW格式的所述第一光谱图像中各个颜色通道的像素进行加权。
[0029]在一种可能的实施例中，所述目标光谱波段不同的情况下各个颜色通道的像素加权系数是不同的。
[0030]在一种可能的实施例中，所述加权系数的配置包括：
[0031]在所述目标光谱波段的中心波长为450nm时，蓝色通道的权重为1；
[0032]在所述目标光谱波段的中心波长为560nm时，各绿色通道的权重为0.5；
[0033]在所述目标光谱波段的中心波长为850nm时，各颜色通道的权重为0.25。
[0034]在一种可能的实施例中，所述第二预设函数限定为：
[0035][0036]式中，(i,j)表示图像像素坐标点，NDVI表示归一化差值植被指数数据，P
nir
表示所述目标光谱波段在近红外波长范围的情况下生成的反射率图像数据，P
red
表示所述目标光
谱波段在红色波长范围的情况下生成的反射率图像数据。
[0037]本申请实施例有益效果：
[0038]本申请实施例提供的多光谱变倍摄像机系统，由于多光谱变倍摄像机系统中的图像传感器用于将感应到光信号转换为第一光谱图像，因此第一光谱图像的像素值即为图像传感器感应于监控区域反射的光信号得到的，同时由于在电机的带动下目标透光区域位于监控区域的光线入射至图像传感器的光路上，因此图像图像传感器感应到的光信号是经过目标透光区滤光后得到的光信号，而目标透光区能够通过目标光谱波段，因此第一光谱图像以及基于第一光谱图像进行预处理得到的第二光谱图像能够反映出监控区域反射至图像传感器的光线中目标光谱波段的光线的强度，又由于监控区域反射的光线并不会全部照射至图像传感器，而镜头组件的倍率不同，监控区域反射的光线中不同比例的光线将会入射至图像传感器，因此基于目标倍率确定出的目标反射率矫正系数对第一光谱图像进行补偿即可确定出目标对象反射的光线中目标波段的光线的强度。而监控区域反射的光线为环境光且光线在反射过程中频率不会发生变化，因此环境光检测装置获取到的目标光谱波段的光强数据可以反映入射至监控区域的光线的强度。根据反射率的定义可知，在已知监控区域入射的光线的强度和监控区域反射的光线的强度的情况可以确定出监控区域的反射率，因此基于目标反射率矫正系数，对第二光谱图像和目标光谱波段的光强数据执行第一预设函数处理即可得到监控区域的反射率图像数据，进而根据目标光谱波段不同的情况下确定出的反射率图像数据以及植被数值的定义即可确定得到监控区域的归一化差值植被指数图像。并且由于该过程是基于反射率的定义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光谱变倍摄像机系统，其特征在于，所述多光谱变倍摄像机系统，包括：摄像机、环境光检测装置；所述摄像机包括图像传感器、圆盘滤光片、可变倍的镜头组件、电机以及处理器；所述圆盘滤光片的外边缘周向设置有齿轮，所述齿轮在所述电机的作用下以使所述圆盘滤光片能够以光轴为轴线转动，所述圆盘滤光片包括至少4个透光区域，任一所述透光区域能够透射不同光谱波段的光线；所述处理器，用于驱动所述电机带动所述圆盘滤光片转动，以使得所述至少4个透光区域中的目标透光区域位于监控区域的光线入射至所述图像传感器的光路上；并将所述镜头组件的放大倍率调整至目标倍率；其中，所述目标透光区域为能够透过目标光谱波段的透光区域，所述监控区域包括植被；所述图像传感器，用于感应所述监控区域的光线生成第一光谱图像，并将所述第一光谱图像发送至所述处理器；所述环境光检测装置，用于获取所述监控区域的光线的光强数据，并将所述光强数据发送至所述处理器，其中，所述光线的光强数据包括所述目标光谱波段对应的光强数据；所述处理器，还用于接收所述第一光谱图像和所述光线的光强数据；并对所述第一光谱图像进行预处理，得到第二光谱图像；在多个预设的反射率矫正系数表中确定出与所述目标光谱波段对应的目标反射率矫正系数表，其中，反射率矫正系数表用于表示倍率与反射率矫正系数的对应关系；根据所述目标反射率矫正系数表表示的对应关系，确定所述目标倍率对应的目标反射率矫正系数；基于所述目标反射率矫正系数，对所述第二光谱图像和所述目标光谱波段的光强数据执行第一预设函数处理，生成所述监控区域的反射率图像数据；对生成的反射率图像数据执行第二预设函数处理，生成所述监控区域的归一化差值植被指数图像。2.根据权利要求1所述的多光谱变倍摄像机系统，其中，所述摄像机还包括内部存储介质，所述内部存储介质，用于存储与多个光谱波段对应的多个预设的反射率矫正系数表，任一所述反射率矫正系数表包括多组倍率与反射率矫正系数，其中所述倍率与所述反射率矫正系数一一对应。3.根据权利要求2所述的多光谱变倍摄像机系统，其中，在任一所述预设的反射率矫正系数表中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马若，卢洁玲，陈倩，傅斌，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：