【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光谱信息，尤其涉及一种光谱芯片的成像方法。
技术介绍
1、随着科技与经济的发展，成像模组的应用越来越广，例如摄影摄像、图像识别、机器视觉等方面。目前用以成像模组的传感器主要为cmos芯片、ccd芯片等，可以用以获取rgb图像，传统的成像模组存在固有的缺陷，一方面现有成像模组覆盖可见光波段，容易受到外界可见光的影响，一方面成像模组因为只有r、g、b三个通道，所以缺乏光谱细节的信息，也就是说成像模组可能不能真实反映入射光线的信息，容易在成像时出现偏差。
2、光谱是物质的指纹，光谱信息包含入射光在各个波长上的能量信息，相比现有成像模组，包含信息更多且更加准确。因此，基于光谱芯片的光谱模组逐渐出现在人们视野，如何有效、高效利用光谱芯片，用以获取更准确的信息，成为需要解决的问题。
3、随着计算机技术的发展，最近几年出现了一种新的光谱仪类型：计算重建型光谱仪，其通过计算来近似甚至重构入射光的光谱。计算重构型光谱仪可以相对较佳地解决因小型化而导致检测性能下降的问题。通过光谱芯片对指纹拍照既要有比较清晰的图像，又想获取光谱信息。清晰图像在明暗上的变化，会成为光谱信息提取的干扰。并且为了提取光谱信息也会在干扰成像，导致图像存在异常点，从而使得图像不完整或精度不够。
技术实现思路
1、本专利技术的一个主要优势在于提供一种光谱芯片的成像方法，其中所述光谱芯片具有调制层和非调制层，能够获取待拍摄物的图像信息和光谱信息。
2、本专利技术的另一个优势在于提供一
3、本专利技术的另一个优势在于提供一种光谱芯片的成像方法，其中所述光谱芯片通过转换系数将结构像素和普通像素转换为同一量级，从而得以精确恢复图像。
4、本专利技术的另一个优势在于提供一种光谱芯片的成像方法，其中所述光谱芯片对结构像素和普通像素获取的测量值分别乘以对应的转换系数，获取转换后的测量值，再用转换后的测量值进行成像，获得待识别物的图像，用以待识别物的识别，例如待识别物为手指，则可以获取指纹纹理图像，配合光谱信息的活体判断，实现活体指纹识别。
5、本专利技术的另一个优势在于提供一种光谱芯片的成像方法，其中所述成像方法通过转换系数的获取，对测量值进行转换，使得结构像素和普通像素的测量值位于同一维度(或者同一量级)，从而可以有效的进行图像恢复。
6、依本专利技术的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本专利技术的一种光谱芯片的成像方法，所述光谱芯片包括调制区和非调制区，对应于调制区的结构像素和对应于非调制区的普通像素构成所述光谱芯片的像素点，所述成像方法包括如下步骤：
7、(a)获取每个结构像素的测量值bi和每个普通像素的测量值ci；
8、(b)获取像素点的转换系数，其中所述转换系数根据像素点的计算值计算所得；以及
9、(c)基于转换系数分别优化结构像素和普通像素的测量值，再利用优化后的测量值恢复图像。
10、根据本专利技术的一个实施例，在所述成像方法的步骤(b)进一步包括：
11、获取光谱芯片的每个像素点的计算值，并根据每个像素点的计算值计算每个像素点对应的转换系数。
12、根据本专利技术的一个实施例，所述成像方法的步骤(b)进一步包括步骤：
13、(b.1)通过入射光谱f(λ)与对应的透射谱曲线ai和对应的普通像素响应ri获取光谱芯片的每个像素点的计算值；和
14、(b.2)根据入射光谱f(λ)跟全1向量作点积获得入射光谱强度ii，将每个像素点的计算值分别除以入射光谱强度ii，以获取每个像素点对应的转换系数。
15、根据本专利技术的一个实施例，在所述成像方法的步骤(b.1)中，离散化的入射光谱分别和透射谱曲线、物理像素响应作点积，获取光谱芯片每个像素点的计算值。
16、根据本专利技术的一个实施例，在所述成像方法的步骤(b.1)中，通过计算获取像素点的计算值，对计算出来的入射光谱f(λ)、透射谱曲线ai以及普通像素响应ri进行离散、均匀采样n个采样点；再计算对应结构单元和物理像素的计算值。
17、根据本专利技术的一个实施例，所述转换系数被存储在存储器中。
18、根据本专利技术的一个实施例，所述成像方法的步骤(a)进一步包括步骤：
19、(a.1)获取调制区域的每个结构像素对应的透射谱曲线ai，以及非调制区域对应的图像传感器的每个物理像素的响应ri；和
20、(a.2)恢复入射光谱，以获取每个结构像素的测量值记为bi；再利用bi跟对应的透射谱矩阵ai(λ)计算出对应的入射光谱f(λ)。
21、根据本专利技术的一个实施例，所述成像方法的步骤(a.2)进一步包括如下步骤：根据bi利用神经网络算法恢复入射光谱。
22、根据本专利技术的一个实施例，所述成像方法的步骤(a.2)进一步包括步骤：
23、(a.2.1)选择所述结构像素周边的若干普通像素组成普通像素集，和记录每个所述普通像素对应的测量值记为cij；
24、(a.2.2)根据所述普通像素集的平均值ci获取所述结构像素的相对测量值bi`；以及
25、(a.2.3)基于所述相对测量值恢复入射光谱。
26、根据本专利技术的一个实施例，所述成像方法的步骤(a.2.2)中，将bi/ci获取相对测量值 bi`。
27、根据本专利技术的一个实施例，所述成像方法的步骤(a.2.2)中，将bi-ci获取相对测量值 bi`。
28、根据本专利技术的一个实施例，在所述成像方法的步骤(a.2)中，预先构建入射光谱对应的数据库，根据测量值直接可以匹配对应的入射光谱；或者通过训练神经网络模型，根据测量值直接输出对应的入射光谱。
29、通过对随后的描述和附图的理解，本专利技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
30、本专利技术的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。
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1.一种光谱芯片的成像方法，所述光谱芯片包括调制区和非调制区，对应于调制区的结构像素和对应于非调制区的普通像素构成所述光谱芯片的像素点，其特征在于，所述成像方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(b)进一步包括：
3.根据权利要求2所述的成像方法，其中所述成像方法的步骤(b)进一步包括步骤：
4.根据权利要求3所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(b.1)中，离散化的入射光谱分别和透射谱曲线、物理像素响应作点积，获取光谱芯片每个像素点的计算值。
5.根据权利要求4所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(b.1)中，通过计算获取像素点的计算值，对计算出来的入射光谱f(λ)、透射谱曲线Ai以及普通像素响应Ri进行离散、均匀采样n个采样点；再计算对应结构单元和物理像素的计算值。
6.根据权利要求1所述的成像方法，其中所述转换系数被存储在存储器中。
7.根据权利要求1、3或6所述的成像方法，其中所述成像方法的步骤(a)进一步包括步骤：
8.根据权利要求2所述的
9.根据权利要求7所述的成像方法，其中所述成像方法的步骤(a.2)进一步包括步骤：
10.根据权利要求9所述的成像方法，其中所述成像方法的步骤(a.2.2)中，将bi/ci获取相对测量值bi`。
11.根据权利要求9所述的成像方法，其中所述成像方法的步骤(a.2.2)中，将bi-ci获取相对测量值bi`。
12.根据权利要求1所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(a.2)中，预先构建入射光谱对应的数据库，根据测量值直接可以匹配对应的入射光谱；或者通过训练神经网络模型，根据测量值直接输出对应的入射光谱。
...【技术特征摘要】
1.一种光谱芯片的成像方法，所述光谱芯片包括调制区和非调制区，对应于调制区的结构像素和对应于非调制区的普通像素构成所述光谱芯片的像素点，其特征在于，所述成像方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(b)进一步包括：
3.根据权利要求2所述的成像方法，其中所述成像方法的步骤(b)进一步包括步骤：
4.根据权利要求3所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(b.1)中，离散化的入射光谱分别和透射谱曲线、物理像素响应作点积，获取光谱芯片每个像素点的计算值。
5.根据权利要求4所述的成像方法，其中在所述成像方法的步骤(b.1)中，通过计算获取像素点的计算值，对计算出来的入射光谱f(λ)、透射谱曲线ai以及普通像素响应ri进行离散、均匀采样n个采样点；再计算对应结构单元和物理像素的计算值。
6.根据权利要求1所述的成像方法，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：方勇，黄志雷，王宇，
申请(专利权)人：北京与光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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