基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111121967A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911295815.6(22)申请日2019.12.16(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人郭仁慧杨博雄(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱沉雁(51)Int.Cl.G01J3/28(2006.01)G01J3/02(2006.01)G01N21/25(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置和方法(57)摘要本发明公开了一种基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置和方法，该装置结构沿光路方向依次放置望远系统、分光系统、图像采集模块，并由PC机完成图像处理并得出评估结果。来自目标与背景的入射光经过望远系统，消除杂散光并形成准直光束；带通滤光片与微透镜沿光路依次放置，为2×2排列共平面放置，一一对应，四个微透镜将四幅图像成在图像传感器靶面；采用了基于纹理相似度的图像处理方法；通过框选目标与背景，提取纹理特征计算纹理相似度。优点：采用多波段成像检测，相较于可见光成像，能够实现对目标更好的检测识别；采用成像与相似度评价两种方式进行评估既直观又客观；3.使用分孔径形式实现多光谱成像，设备更加小型化。CN111121967ACN111121967A权利要求书1/2页1.一种基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置，其特征在于：包括望远系统(1)、分光系统(2)、图像采集模块(3)与PC机(9)，其中，望远系统(1)、分光系统(2)、图像采集模块(3)沿光轴依次放置，图像采集模块(3)与PC机(9)连接。2.根据权利要求1所述的基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置，其特征在于：望远系统(1)包括孔径光阑(5)、视场光阑(10)和两个镜头，一个镜头作为成像物镜(4)，另一个镜头作为准直物镜(6)，成像物镜(4)、光阑(5)和准直物镜(6)共光轴依次设置，成像物镜(4)上放置视场光阑(10)，通过视场光阑(10)限制成像视场范围。3.根据权利要求1所述的基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置，其特征在于：分光系统(2)包括四片带通滤光片(7)与四片微透镜(8)，四片滤光片(7)与四片微透镜(8)分别一一对应呈2×2排列，滤光片(7)与微透镜(8)的口径均相等，四片呈2×2排列的滤光片(7)共第一平面，四片微透镜(8)呈2×2排列的共第二平面，第一平面和第二平面共光轴依次设置。4.根据权利要求3所述的基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置，其特征在于：分光系统(2)中的四个滤光片(7)的透过波段不同，分别为R、G、B、IR。5.根据权利要求3所述的基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置，其特征在于：分光系统(2)中的四片微透镜(8)均为平凸透镜。6.根据权利要求1所述的基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置，其特征在于：所述图像采集模块(3)采用CMOS，在近红外波段增强成像，以保证装置在近红外波段成像质量。7.一种基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置的检测方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、将目标放置在植被中，并使目标与背景在装置的视场中；步骤2、望远系统(1)对目标与背景成像，并且光经过准直物镜后，通过四片滤光片(7)来进行分光；步骤3、通过四片滤光片(7)的四束平行光分别射入到四片微透镜(8)上，四片微透镜(8)分别进行成像，所成的像同时被图像采集模块(3)的靶面接收；步骤4、通过PC机(9)控制图像采集模块(3)对被测物与背景进行图像采集，同时获得R、G、B、IR四个波段的图像；步骤5、PC机(9)获取到四个波段的图像后，通过框选的方式将四幅图像中的目标与背景选出并分为八幅子图像，这样每个波段对应有目标与背景两幅子图像，相机每采集一帧图像，框选后就会有八幅子图像，提取子图像中的纹理特征，即计算每个子图像的灰度共生矩阵，然后根据子图像的灰度共生矩阵分别计算每个波段中目标与背景的纹理相似度，并取最低值作为结果显示，通过纹理相似度的数值表现户外迷彩与背景的融合程度，体现了户外产品迷彩效果优劣。8.根据权利要求7所述的基于多光谱成像与图像处理的户外迷彩评估装置的检测方法，其特征在于：步骤5中，计算每个波段中目标与背景的相似度，具体如下：设任意一个子图像的灰度共生矩阵元素为P(i，j|d，θ)，表示在给定空间距离d和方向θ时，以灰度级i为起始点，出现灰度级j的概率；起始灰度等级q1＝0、q2＝0，由坐标原点i＝0、j＝0时开始进行搜索，记录像素灰度等级2CN111121967A权利要求书2/2页为q1的坐标点(i，j)，如果