[发明专利]一种基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种能够实现多光谱成像用于识别的基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像装置及方法。该多光谱成像装置包括输液袋，摄像机，PC控制器，第一电机，接收端色轮，第二电机，光源端色轮，白光光源，工控机，传送带；该多光谱成像方法包括通过硬件设备对特殊光谱图像的采集；通过软件算法对特殊光谱特征图像进行识别。采用本发明所述的基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像装置及方法能够可通过多光谱组合对目标物进行照射，形成明暗度不同的光谱特征图像，根据不同的光谱特征对目标进行识别和处理；可对输液袋上的数字、字母、汉字、图标明暗增强或减弱进行识别；可对输液袋传输带背景明暗进行增强或减弱。

技术领域

本发明涉及光谱成像领域，尤其是一种基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像装置及方法。

背景技术

众所周知的：遥感图像利用多光谱特性，因为信息量大、覆盖范围广等特点在许多领域发挥着重要的作用。在军事领域，它能对目标进行全方位的侦查与监控，方便收集各方情报；在民用领域，它被广泛应用于导航、灾情检测预报、资源勘测等方面。然而，由于受到传感器成像机理的限制，一般常用的遥感卫星不能提供同时具有高空间分辨率和光谱分辨率的多光谱图像。为了弥补这一不足，现今多数卫星一般同时具有两种不同类型的传感器，分别获取空间分辨率高的全色图像和光谱分辨率高的多光谱图像。然后利用数字信号处理技术，提取全色图像的空间细节信息，用以锐化多光谱图像，就能得到理想的高分辨率的多光谱图像。当前，借助全色图像锐化多光谱图像的算法主要分为两大类：成分替代法和多分辨率分析法。前者通过空间变换将多光谱图像的空间信息替换成全色图像的，而后者利用空间滤波将全色图像的高频成分插入到多光谱图像中。然而，这些主流的锐化方法在减少输出图像的颜色失真、提高融合图像的空间分辨率和算法运算效率及工业应用领域都存在矛盾和成本高的缺陷，在工业生产领域应用受到限制，难以广泛应用。

目前大部分的图像处理基本都使用通用照明，但适用的场合有限，因为不同材料对光源频谱吸收程度不一样，得到的图像对比度不同，不能满足所有的应用场景，要想得到稳定、可靠的图像处理系统需要从多光谱角度进行提高。

因此一种基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像技术通过白光光源对目标物进行照射，通过色轮上的滤光片得到不同波长的光对目标进行照射，目标物对光谱的吸收程度不同，反射光谱通过接受端色轮滤光片成像明暗度就存在差异，通过选择特定明暗度的图像，实现对图像的识别。而且在环境明暗不同的环境下，目标物对同一光谱吸收程度也不同，因此多光谱可降低环境明暗变化引起的图像对比度影响。在工业应用领域的低成本、高分辨率及高效率应用有着独特的的优势。能够在食品、药品及其它工业领域，特别是输液软袋产品的识别、测量、分拣方面能够发挥着重要的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够可通过多光谱组合对目标物进行照射，形成明暗度不同的光谱特征图像，根据不同的光谱特征对目标进行识别和处理；可对输液袋上的数字、字母、汉字、图标明暗增强或减弱进行识别；可对输液袋传输带背景明暗进行增强或减弱；可通过收发端色轮上的滤光片得到组合光谱对物质进行明暗增强或减弱，然后成像用于识别的基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于白光照明的色轮分光及成像的多光谱成像装置，包括PC控制器、工控机以及具有底色的传送带；所述传送带上设置有待检测物；

所述输液袋的上方设置有光源端色轮和接收端色轮；所述接收端色轮上设置有驱动接收端色轮转动的第一电机；

所述光源端色轮上设置有驱动光源端色轮转动的第二电机；所述接收端色轮的上方设置有摄像机；所述光源端色轮的上方设置有白光光源；

所述光源端色轮在输液袋上的入射角为θ，所述输液袋与接收端色轮之间具有夹角；

所述摄像机与PC控制器连接；所述PC控制器对摄像机进行控制，采集图像、识别输液袋的光学频普特征；