预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共14页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115018937A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210565217.1(22)申请日2022.05.23(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号(72)发明人陈亚峰时东锋王英俭黄见苑克娥孙宇松(74)专利代理机构合肥天明专利事务所(普通合伙)34115专利代理师金凯(51)Int.Cl.G06T9/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种多光谱单像素计算成像方法、系统、装置及存储介质(57)摘要本发明公开了一种多光谱单像素计算成像方法、系统、装置及存储介质,具体步骤包括生成一组Hadamard基图案和余弦编码,利用余弦编码复用策略构造出多光谱照明图案;根据构造的多光谱照明图案进行调制,并利用调制后的宽带光源照射目标物体,得到后向散射信号;利用单像素探测器接收后向散射信号,并根据算法恢复目标物体的混叠光谱图像;将混叠光谱图像进行傅里叶变换,得到多个光谱分量图像,并将多个光谱分量图像融合重建得到目标物体的多光谱图像。本发明提出一种新的融合编码复用技术,并利用傅里叶变换理论来对探测端信号进行解析,从而降低图像重构时间。解决现有系统的复杂程度较高和数据量较大,影响系统成像效率的问题。CN115018937ACN115018937A权利要求书1/3页1.一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法,其特征在于,具体步骤包括:S1、生成一组Hadamard基图案和余弦编码,利用余弦编码复用策略构造出多光谱照明图案;S2、根据构造的多光谱照明图案进行调制,并利用调制后的宽带光源照射目标物体,得到后向散射信号;S3、利用单像素探测器接收后向散射信号,并根据算法恢复目标物体的混叠光谱图像;S4、将混叠光谱图像进行傅里叶变换,得到多个光谱分量图像,并将多个光谱分量图像融合重建得到目标物体的多光谱图像。2.根据权利要求1所述一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法,其特征在于,所述S1的具体步骤为:首先利用余弦编码复用策略通过对宽光谱光源进行编码;构造三个N×N二维灰度的余弦结构编码矩阵Fred、Fgreen和Fblue,表达式为:其中,fx、fy为编码矩阵的频率,为初始相位;再根据生成的确定性正交基Hadamard基图案Hi,构造得到多光谱照明图案Pi:Pi=Fred*Hi+Fgreen*Hi+Fblue*Hi;其中,Fred*Hi、Fgreen*Hi和Fblue*Hi分别对应红、绿和蓝三色光谱通道的照明图案。3.根据权利要求1所述一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法,其特征在于,所述S2的具体步骤为:将多光谱照明图案加载至调制系统中对宽带光源进行调制,将调制后的宽带光源照射目标物体后,得到后向散射信号。4.根据权利要求1所述一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法,其特征在于,所述S3的具体步骤为:利用单像素探测器接收捕获后向散射信号并保存,所述后向散射信号Di的表达式为:其中,参数r、g和b分别是单像素探测器对红、绿、蓝三色光谱的响应系数,Mred、Mgreen和Mblue分别对应目标物体三种光谱信息;所述后向散射信号Di的表达式简化为:其中,M表示成像物体的混叠光谱图像,其包含了三种颜色通道光谱信息,可表示为:2CN115018937A权利要求书2/3页M=r*Fred*Mred+g*Fgreen*Mgreen+b*Fblue*Mblue;对于确定性的正交基Hadamard基图案Hi,可由迭代算法来复原出目标物体N×N维的混叠光谱图像M为:5.根据权利要求1所述一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法,其特征在于,所述S4将混叠光谱图像进行傅里叶变换的具体步骤为:将混叠光谱图像M从空间域转换到傅里叶频域进行频谱成份重组,根据光谱通道的余弦编码频率的变换过程为:其中,fx、fy为编码矩阵的频率,为初始相位,参数r、g和b分别是单像素探测器对红、绿、蓝三色光谱的响应系数。6.根据权利要求1所述一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法,其特征在于,所述S4将多个光谱分量图像融合重建得到目标物体的多光谱图像的具体步骤为:通过低通滤波器分别滤取每个颜色通道的频谱信息,经过二维傅里叶逆变换后可得到多个光谱分量图像;将多个光谱分量图像融合重建得到目标物体的多光谱图像;各颜色通道频谱的叠加的表达式为:利用单个颜色通道,比如red通道:由欧拉公式上式可转化为:对上式做傅里叶变换,由相移定理得到:7.一种如权利要求1‑6任一项所述的一种基于余弦编码复用的多光谱单像素计算成像方法的系统,其特征在于,包括:3CN115018937A权利要求书3/3页图