[发明专利]一种基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统

说明书

本发明公开了一种基于可见‑近红外成像的多通道等亮度成像系统，属于多光谱融合成像技术领域，本发明包括壳体、小F数镜头、滤光片转轮结构、可见‑近红外探测器、步进电机和嵌入式系统；所述滤光片转轮结构上安装有数个中心波长和带宽不同、可拆卸的滤光片，每个所述滤光片的响应电子数n一致；所述嵌入式系统控制步进电机的开关和转动速度，所述步进电机带动所述滤光片转轮结构转动切换滤光片；所述嵌入式系统控制可见‑近红外探测器的开关，所述可见‑近红外探测器感应来自不同滤光片的响应电子数n数。本发明通过使用小F数镜头和控制各个滤光片的光透过率使探测器感应的电子数一致，即各通道的图像效果一致，并按照滤光片的光透射率比值进行多通道图像融合，相比传统将多通道直接融合，通过该方式处理得到的图像更清楚。

技术领域

本发明涉及多光谱融合成像技术领域，尤其涉及一种基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统。

背景技术

在可见-近红外波段，太阳光谱和可见-近红外探测器响应光谱为曲线，太阳光在400-800nm辐射能量强，其他波段辐射能量弱，可见-近红外探测器在500-900nm量子效果较高，其他波段量子效率较低。

传统的多光谱分时成像系统的镜头F数较大(传统镜头F数大\口径小)，并采用高透射率的滤光片组合，但由于太阳光谱和探测器量子效率在不同波长的差异，使处于近红外波段的通道响应的电子数比处于可见波段的通道响应的电子数少，即近红外波段的DN值小于可见波段。导致这两个通道的成像图像存在明显的亮度差，甚至5-8倍左右，出现近红外波段通道图像中的某部分实物细节因亮度不足模糊或被隐藏，不利于多通道的图像融合。

发明内容

本发明提供了一种基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统，以解决现有可见-近红外多光谱分时成像中因各通道响应电子数的差异导致各图像亮度存在明显差异的问题，本发明的内容如下：

本发明的目的是提供一种基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统，其技术点在于，包括壳体，设置在所述壳体外侧的小F数镜头，设置在所述壳体内部、小F数镜头后方的滤光片转轮结构，设置在壳体内部的可见-近红外探测器、步进电机和嵌入式系统；所述滤光片转轮结构上可拆卸的安装有数个中心波长和带宽不同的滤光片，每个所述滤光片的响应电子数n一致；所述嵌入式系统控制步进电机的开关和转动速度，所述步进电机带动所述滤光片转轮结构转动转轮滤光片；所述嵌入式系统控制可见-近红外探测器的开关，所述可见-近红外探测器感应来自不同滤光片响应电子数n数。

作为优选的，本发明的基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统中的响应电子数n满足以下公式： n=w*Q*d²*T*N，其中， w为太阳辐射强度；Q为可见-近红外探测器（4）量子效率；d为小F数镜头（1）的光学口径；T为透射率， N为系统其他参数，所述响应电子数n≥5000*N。

作为优选的，本发明的基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统中的小F数镜头的F数为2-2.8，，其中，F数=f/d，f为小F数镜头的焦距。

作为优选的，本发明的基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统中的可见-近红外探测器为黑硅可见-近红外探测器，所述可见-近红外探测器的光谱响应范围为400-1200nm。

作为优选的，本发明的基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统中的滤光片的中心波长为500-1100nm。

作为优选的，本发明的基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统中的滤光片的带宽Δ为20-66nm。

作为优选的，本发明的基于可见-近红外成像的多通道等亮度成像系统中的滤光片的透射率T为15-98%。