[发明专利]一种光谱计算重构方法、计算机设备及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种光谱计算重构方法、计算机设备及可读存储介质，涉及光谱计算技术领域。本发明所提供的技术方案，用以对离散光谱响应曲线进行连续化计算重构，包括如下步骤：建立滤光轮双相机多光谱成像系统，包括灰度相机和RGB相机，对RGB相机中存有的积分曲线进行验证；针对同一场景下的目标物，灰度相机采集多光谱图像，RGB相机采集RGB图像，且采集范围相同；根据多光谱图像获取离散光谱响应曲线，根据离散光谱响应曲线的离散点、RGB图像、以及经过验证的积分曲线计算重构出离散光谱响应曲线中未知光谱值对应的光谱响应值。本发明所提供的方法适用于对离散光谱响应曲线进行高效准确的连续化计算重构，计算重构效果好、重构准确度高。

【技术领域】

本发明涉及光谱计算技术领域，具体涉及一种光谱计算重构方法、计算机设备及可读存储介质。

【背景技术】

传统意义上的相机基于人眼的认知原理，通过成像传感器的不同的颜色积分曲线取捕捉场景的RGB三通道信息。但是自然场景下，人眼能看到的光线具有完整的光谱，如果只是捕捉到了RGB三通道的信息，就会失去光谱维度上的大量细节。

光谱成像技术发展至今，诞生了很多光谱采集系统，例如基于编码光圈的CASSI系统(例如Wagadarikar Ashwin A,Pitsianis Nikos P,Sun Xiaobai,et al.Video ratespectral imaging using a coded aperture snapshot spectral imager..2009,17(8):6368-88.)、基于棱镜掩膜的PMVIS系统(例如Cao Xun,Du Hao,Tong Xin,et al.A Prism-Mask System for Multispectral Video Acquisition..2011,33(12):2423-35.)、以及滤光轮系统等。滤光轮系统因其在获取光谱图像步骤中高效、准确的特点，得到广泛应用。现有的计算重构方法，例如清华大学戴琼海教授提出的基于主成分分析的多光谱信息计算重构方法，由连续的光谱响应曲线分析主成分，但是现有的计算重构方法很难适用于获取离散光谱响应曲线的滤光轮光谱采集装置。滤光轮由几片不同波段的滤光片组成，而各个滤光片的光谱波段是有限的，因此不可避免的，一方面应用滤光轮系统得到的光谱响应曲线是离散的，从而导致利用滤光轮系统进行光谱研究的局限性较大；另外，仅仅通过算法手段而不应用辅助工具的情况下进行光谱的计算重构，存在较大的误差。虽然RGB相机的R通道积分曲线、G通道积分曲线、B通道积分曲线具有连续性，但若只根据RGB相机三个通道的积分曲线重构光谱响应曲线，则会导致计算重构没有实际值的约束，重构的准确性较差。

【发明内容】

为解决前述问题，本发明提供了一种光谱计算重构方法，适用于对离散光谱响应曲线进行高效准确的连续化计算重构，计算重构效果好、重构准确度高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光谱计算重构方法，用以对离散光谱响应曲线进行连续化计算重构，包括如下步骤：

建立滤光轮双相机多光谱成像系统，所述滤光轮双相机多光谱成像系统包括灰度相机和RGB相机，所述RGB相机中存有积分曲线；

对RGB相机中存有的积分曲线进行验证，存有的积分曲线包括R通道积分曲线、G通道积分曲线和B通道积分曲线；

针对同一场景下的目标物，灰度相机采集多光谱图像，RGB相机采集RGB图像，且灰度相机与RGB相机采集范围相同；

根据多光谱图像获取离散光谱响应曲线，离散光谱响应曲线具有离散点，根据离散点、RGB图像、以及经过验证的积分曲线，计算重构出离散光谱响应曲线中未知光谱值对应的光谱响应值。