一种基于微透镜阵列的多光谱成像系统及图像重建方法与流程

文档序号:22749648发布日期:2020-10-31 09:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,包括:计算模块、面阵ccd探测器、微透镜阵列与线性渐变滤光片;

所述面阵ccd探测器、所述微透镜阵列与所述线性渐变滤光片依次沿光路设置,以使得入射光线依次通过所述线性渐变滤光片、所述微透镜阵列直至所述面阵ccd探测器;

其中,所述面阵ccd探测器的靶面中心设于所述微透镜阵列的焦点处,所述线性渐变滤光片在相对于所述微透镜阵列的预设距离d处设置,并按照顺时针旋转所述线性渐变滤光片,以使得所述线性渐变滤光片相对于所述微透镜阵列倾斜设置,所述线性渐变滤光片与所述所述微透镜阵列的尺寸一致;

所述计算模块与所述面阵ccd探测器连接,用于基于预存的最大后验估计图像重建算法对所述面阵ccd探测器拍摄的被测目标物的图像进行重建。

2.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,所述微透镜阵列包括共面的多个微透镜,多个所述微透镜均匀分布,所述微透镜为球面透镜。

3.根据权利要求2所述的基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,所述微透镜的折射率n为1.52mm,所述微透镜的直径d为2.3mm,相邻的所述微透镜之间的间距l为0.0625mm。

4.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,所述微透镜阵列的焦距f为6mm。

5.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,所述线性渐变滤光片在相对于所述微透镜阵列的预设距离d为0.5mm处设置。

6.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,所述线性渐变滤光片相对于所述微透镜阵列的水平夹角为7.125°。

7.一种图像重建方法,基于权利要求1-6中任一项所述的一种基于微透镜阵列的多光谱成像系统,其特征在于,包括以下步骤:

s1:通过被测目标物的出射光线入射至线性渐变滤光片,并通过所述线性渐变滤光片将所述出射光线分割成不同波段的光线;

s2:不同波段的光线倾斜入射至微透镜阵列的各个微透镜中,所述微透镜阵列为m×n阵列,之后,各个所述微透镜入射的光线在面阵ccd探测器的靶面上成像并形成m×n个被测目标物的图像;

s3:通过计算模块基于预存的最大后验估计图像重建算法对所述面阵ccd探测器获取的被测目标物的图像进行重建。

8.根据权利要求7所述的图像重建方法,其特征在于,所述步骤s3具体包括:

s301:将所述面阵ccd探测器获取的m×n个被测目标物的图像进行分割成相应的子图像,每个子图像记为si,可得到m×n个子图像。由此可以得到子图像序列s,记为

s=[s1,s2,...,si,...,sm*n];

s302:选取所述子图像序列s的最中间位置的任一所述子图像设为目标图像sf,并将其它的所述子图像与所述目标图像进行配准,得到配准后的新的子图像序列q为q=[q1,q2,...,qi,qf,...,qm*n],其中,qi为所述子图像序列s中的第i个配准后的子图像si,qf为目标图像sf;

s303:通过子图像序列q,建立数学模型为,

将上式化简得到z=hx+n,其中,z=qt,z是重建后的子图像,h是图像变换矩阵,x是待重建图像,n是噪声向量;

s304:通过最优化x与z之间的条件概率密度函数来获取目标图像,具体条件概率密度函数为

其中,m-1与e为自相关矩阵,t是矩阵的转置;

对上式进行迭代计算,可以得到即获得所述待测目标物的重建图像。


技术总结
本申请公开了一种基于微透镜阵列的多光谱成像系统及图像重建方法,其通过采用微透镜阵列与线性渐变滤光片,可以对被测目标物实现不同连续波段的成像且分割成多个子图像,并且,线性渐变滤光片相对于微透镜阵列呈一定角度倾斜设置,以使得面阵CCD探测器获取到高质量且高分辨率的图像,并通过最大后验估计方法,可以快速重建出高质量的图像。同时,本申请实施例仅采用面阵CCD探测器、微透镜阵列与线性渐变滤光片就可以实现对被测目标物采集图像数据,而又线性渐变滤光片安装方便,降低了硬件成本且结构紧凑。

技术研发人员:吴衡;马建文;罗劭娟;陈梅云;赵艮平;程良伦;王涛
受保护的技术使用者:广东工业大学
技术研发日:2020.07.28
技术公布日:2020.10.30
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