混合相机高光谱采集系统的标定方法及系统的制作方法_2

文档序号:9372406阅读:来源:国知局
简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0035]参照下面的描述和附图,将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中,具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式,来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式,但是应当理解,本发明的实施例的范围不受此限制。相反,本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0036]以下结合附图描述根据本发明实施例的混合相机高光谱采集系统的标定方法及系统。
[0037]图1是根据本发明一个实施例的混合相机高光谱采集系统的标定方法的流程图。其中,混合相机包括RGB相机和灰度相机。如图1所示,根据本发明一个实施例的混合相机高光谱采集系统的标定方法,包括如下步骤:
[0038]步骤SlOl:通过混合相机得到预定目标的RGB图像和灰度图像。即:不加掩膜,利用混合相机拍摄一对分别来自RGB相机和灰度相机的图像。
[0039]步骤S102:加入预定形式的掩膜,利用灰度相机拍摄预设荧光照射下的白板光谱信息图。即加入掩膜,用灰度相机拍摄特殊光源照射下(如荧光)的白板信息(即白板光谱信息图)。
[0040]步骤S103:根据预设荧光的光谱图和白板光谱信息图得到白板光谱信息图中多个采样点的位置坐标。具体地,该步骤进一步包括:
[0041]1、根据预设荧光的光谱图中的尖峰响应得到白板光谱信息图中的尖峰的位置坐标。
[0042]2、根据白板光谱信息图中的尖峰的位置坐标和预设荧光的光谱图中的其它波长与尖峰响应对应的波长之间的偏移量,计算白板光谱信息图中其它采样点的位置坐标。
[0043]也就是说,可根据特殊光源(如荧光)在某一特定波长上的尖峰响应,记录若干采样点的尖峰响应坐标作为光谱校正的初始值,根据掩膜结构的规则性,在灰度图像上自动标记出所有采样点的尖峰坐标,从而实现光谱校正。
[0044]步骤S104:根据多个采样点的位置坐标对灰度图像进行位置标定。即将尖峰坐标位置等标记在上述的灰度图像上。如图6所示,示出了一种标记完成的灰度图像。
[0045]步骤S105:根据灰度图像中标定的位置对RGB图像进行标定。如图7所示示出了一种标记完成的RGB图像。具体地,包括以下步骤:
[0046]1、将多个采样点进行分组。
[0047]2、根据每一组采样点得到每一组采样点所围成的区域的顶点在RGB图像上的位置坐标。
[0048]3、根据顶点在RGB图像上的位置坐标计算得到每一组采样点所围成的区域中其它位置的位置坐标。
[0049]例如:四个采样点被分为一组且,四个采样点围成矩形区域。进一步地,矩形区域的四个顶点作为每一组采样点所围成的区域的顶点。
[0050]也就是说,根据掩膜的规则结构特性,将采样点每若干行分为一组,每组采样点构成一个矩形,记录下每组采样点矩形的三个角在RGB上的对应坐标,作为自动标记的初始值,然后自动标记出出该矩形框包含的所有采样点对应在RGB图像上的坐标。
[0051]【实施例】
[0052]首先分别用RGB相机和灰度相机拍摄两幅用于校准的图像(即上述的RGB图像和灰度图像),为了便于寻找标记的若干初始点,拍摄的RGB图像和灰度图像可以有较明显的特征,如图2a和2b所示,用一张打满字的纸,只要可以较准确的识别出初始采样点即可,其中,图2a示出了 RGB图像,图2b示出了灰度图像。
[0053]用到的掩膜实例如图3a所示,可以看出掩膜的采样点是规则排列的。为了进行光谱校正和确定采样点在灰度图像上的坐标,加入掩膜后,用灰度相机拍摄一张荧光照射的白板信息,得到的图像如图3b所示,由于在感光平面上展开的光谱并非随着波长进行线性分布,所以并不能直接获得每个波长对应的坐标值,需要对获得的光谱进行光谱校正。
[0054]荧光的光谱图如图4所示,可以看出荧光灯在546.6nm和611.6nm有两个尖峰响应,在图3b的白板光谱信息放大图(如图3b的右下角部分)中可以看到两条明显的尖峰,所以可以通过寻找这两个特定波长的位置,并且根据其他波长与这两个已知波长之间的相对偏移量,计算出得到其他波长的坐标位置,实现光谱校正。在具体操作中,记录下如图3b所示的7个点的坐标作为初始值,根据掩膜的规则排列,计算出计算区域内所有采样点的两个尖峰坐标,根据其他波长与两个已知波长的相对位移比例关系计算出所有波长的坐标,从而实现光谱校正。
[0055]接着,将每个采样点546.6nm波长所在的位置标记在灰度图像上,作为采样点在灰度图像上的坐标,如图5所示。
[0056]两路图像(RGB图像)的标定则是将采样点的位置准确对应到RGB图像上,根据已标定的灰度图像上的采样点位置,考虑到几何失真对成像图像的影响,将每四行作为一组进行标定,图5的黑框即是选取的第一组,对每组中三个角的采样点进行人工标定,三个角的选取在图5的放大图中可以看出。定义第I点的坐标定义为(x00,y00),2点的坐标定义为(xOl,yOl),3点坐标定义为(xl0,yl0)。
[0057]根据掩膜的先知信息,也就是掩膜是规则排列的,假设每行中一共有N个采样点,贝1J每行相邻采样点之间的X坐标之差为dx = (x01-x00)/(N-1),y坐标之差为dy =(y01-y00)/ (N-1);在每列中,相邻采样点之间的x坐标之差为dx2 = χ10-χ00,y坐标之差为 dy2 = yl0-y00o
[0058]因为每四个一组,所以定义如下几个变量:
[0059]nROffperSect1n = 4
[0060]deltaXl = dxl/nROffperSect1n ;
[0061]deltaYl = dyl/nROffperSect1n ;
[0062]deltaX2 = dx2/nR0ffperSect1n ;
[0063]deltaY2 = dy2/nR0ffperSect1no
[0064]则这一组中第r行第j列的Y坐标可以表示为:
[0065]y00+ (nR0ffperSect1n-r) % nR0WperSect1n*deltaYl+j*dyl+r*deltaY2o
[0066]X 坐标可以表不为:x00+(nROWperSect1n-r) % nROWperSect1n*deltaXl+j*dxl+r*deltaX2。
[0067]同理,对于第二组,也可以使用上述方式,根据标记的三个点进行自动标定。
[0068]SnROWperSect1n = 1,则是对每行的首末都进行初始化,所以nROWperSect1n越小,标定的准确度越大,但是带来的标
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