[发明专利]一种高光谱计算解耦方法

说明书

本发明公开了一种高光谱计算解耦方法，包括：根据单色光生成多张光谱图像，进而转变为多张灰度图；求取多张灰度图的旋转角度；根据旋转角度使多张灰度图旋转，进而对旋转后的多张灰度图上的位置进行拟合得到波长‑位置函数；根据旋转角度使多张灰度图旋转，进而根据旋转后的多张灰度图得到灰度值随位置变化的函数；将所述多张光谱图像和校正图像对齐，并根据预设的优化问题进行求解，根据求解结果、波长‑位置函数和灰度值随位置变化的函数确定入射光的强度。本发明具有如下优点：采集区域通过散光器件之后，不同波长的光在图像上的位置不同，利用位置和波长的对应关系可以从图中读出高光谱信息，提升了光谱分辨率且仅需要进行一次标定。

技术领域

本发明涉及光谱技术领域，具体涉及一种高光谱计算解耦方法。

背景技术

高光谱技术是当前遥感、医学和化学等学科领域的研究热点，在安全保卫、军事模拟等领域中有着广泛的应用。最近出现了一些利用便携的散光设备和RGB相机获取高光谱数据的设备，如何从RGB图像中方便地获得准确的高光谱信息是一个亟待解决的问题。

RGB图像只含有红绿蓝三个通道的信息，在光谱维度上是稀疏的，同时，光谱信息耦合在图像中，难以解算。现有的方法主要采用直接使用单色仪产生单色光照射物体以获取高光谱信息的方法。该方法每次需要采集多幅图像，程序复杂，而且光源的强度对获得的光谱信息影响较大。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种高光谱计算解耦方法，实现从RGB图像解析高光谱数据。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种高光谱计算解耦方法，包括以下步骤：S1：生成预设条件的单色光，进而根据所述预设条件的单色光生成多张光谱图像，然后将所述多张光谱图像转变为多张灰度图；S2：对所述多张灰度图的行列分别求取向量，根据行列求取向量的结果得到所述多张灰度图的旋转角度；S3：根据所述旋转角度对所述多张灰度图进行旋转，根据所述旋转后的多张灰度图的三个通道分别求取平均值相应得到三个向量，对所述三个向量分别求取最大值并根据所述最大值确定在所述旋转后的多张灰度图上的位置，根据确定的旋转后的多张灰度图上的位置进行拟合得到波长-位置函数；S4：根据所述旋转角度对所述多张灰度图进行旋转，确定所述旋转后的多张灰度图的三个通道最大值所在的位置，根据所述旋转后的多张灰度图得到灰度值随位置变化的函数；S5：将所述多张光谱图像和校正图像对齐，并根据预设的优化问题进行求解，根据求解结果、所述波长-位置函数和灰度值随位置变化的函数确定入射光的强度。

根据本发明实施例的高光谱计算解耦方法，采集区域通过散光器件之后，不同波长的光在图像上的位置不同，利用位置和波长的对应关系可以从图中读出高光谱信息。

另外，根据本发明上述实施例的高光谱计算解耦方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，步骤S2进一步包括：对所述多张灰度图的求每行的最大值得到向量mr_k；对所述多张灰度图的求每列的最大值得到向量mc_k；记mr_k中的值大于mr_k的最大值的预设比值的像素数为r_k；记mc_k中的值大于mc_k的最大值的所述预设比值的像素数为c_k；根据r_k和c_k得到所述旋转角度。

进一步地，使用单色仪生成所述预设条件的单色光。

进一步地，根据所述预设条件的单色光使用分光器和RGB相机生成所述多张光谱图像。

进一步地，根据确定的旋转后的多张灰度图上的位置使用最小二乘法拟合得到所述波长-位置函数。

进一步地，所述预设比值为80％。