[发明专利]一种提高光谱成像仪精确度的装置、系统、方法及介质

说明书

本申请公开了一种提高光谱成像仪精确度的装置、系统、方法及介质，涉及光学领域。该装置包括：外部计算机、光谱成像仪、光谱辐亮度计、参考光源、目标光源。该装置中外部计算机与光谱成像仪以及光谱辐亮度计连接，用于当参考光源入射光谱成像仪时，根据光谱成像仪的响应值、增益、积分时间以及通过光谱辐亮度计探测出的光谱辐亮度标定光谱成像仪的响应特性，并将光谱成像仪的响应特性传输给光谱成像仪，光谱成像仪中的计算单元用于当目标光源入射时光谱成像仪时根据光谱成像仪的响应特性获取目标光源的光谱辐亮度。通过本申请的装置能够将目标光源的光谱辐亮度计算出来，完成对目标光源辐射信息的复原，提高光谱成像仪的精确度。

技术领域

本申请涉及光学领域，特别是涉及一种提高光谱成像仪精确度的装置、方法、系统及介质。

背景技术

光谱成像技术可以同时获取目标的光谱与空间信息，在农业、林业、生态以及工业等场景中均有着广泛的应用。伴随着需求提升与技术进步，在保证信息获取准确性的前提下，小型化、轻量化、低成本是光谱成像仪器发展的趋势。

现有的光谱成像仪是一种新型的低成本、轻小型光谱成像仪，其采用单镜头、多带通窄带滤光片和彩色传感器组合，利用彩色传感器的不同子像元具有宽波段响应且响应波段之间有交叉的特性，实现了对不同光谱通道信息的同步获取。以典型RGB传感器为例，图1为多带通滤光片透过率与RGB传感器的量子效率曲线示意图。如图1所示，横坐标代表波长，纵坐标代表传感器量子效率以及滤光片透过率，此组合可以实现对550nm、720nm和840nm通道的光谱辐射信息探测。根据探测需求改变多带通窄带滤光片的光谱透过率曲线，即可获取其他光谱通道的目标信息，具有很高的使用灵活性。但是，对于该类型的光谱成像仪，其传感器直接捕捉的信号并非目标光的光谱辐射信息，导致光谱成像仪的精确度降低。

由此可见，如何提高光谱成像仪的精确度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种提高光谱成像仪精确度的装置、系统、方法及介质，用于提高光谱成像仪的精确度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种提高光谱成像仪精确度的装置，该装置包括：外部计算机、光谱成像仪、光谱辐亮度计、参考光源、目标光源；

所述参考光源包括：第一参考光源、第二参考光源；

所述参考光源、所述目标光源分别位于所述光谱成像仪镜头的前方；

所述光谱辐亮度计的光接收孔与所述光谱成像仪的入瞳处平行，用于测量当所述参考光源分别入射所述光谱成像仪时的所述光谱成像仪入瞳处的各光谱辐亮度；

所述外部计算机与所述光谱成像仪以及所述光谱辐亮度计连接，用于当所述第一参考光源、所述第二参考光源分别入射所述光谱成像仪时，分别对所述光谱成像仪设置增益以及积分时间，并记录所述光谱成像仪的响应值、增益、积分时间以及记录通过所述光谱辐亮度计探测出的所述光谱辐亮度，通过所述响应值、所述增益、所述积分时间、所述光谱辐亮度标定所述光谱成像仪的响应特性并将所述光谱成像仪的响应特性传输给所述光谱成像仪；

所述光谱成像仪中的计算单元用于当所述目标光源入射所述光谱成像仪时，记录所述光谱成像仪的响应值、增益、积分时间，并根据所述光谱成像仪的响应特性获取所述目标光源的光谱辐亮度。

优选地，所述第一参考光源为稳定的单色参考光源，所述第二参考光源为均匀的复色参考光源。

优选地，所述第二参考光源的谱段范围覆盖所述光谱成像仪的所有响应波段。

优选地，所述第一参考光源包括卤素灯、稳压电源、单色仪以及平行光管。

优选地，所述第二参考光源为由积分球生成的复色参考光源。

优选地，所述参考光源、所述目标光源分别位于所述光谱成像仪镜头前方第一预设距离内。