[发明专利]一种基于线扫描高光谱成像的多光谱图像获取方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及高光谱成像领域，具体涉及一种基于线扫描高光谱成像的多光谱图像获取方法和系统。

背景技术

在农畜产品品质无损检测技术领域，多光谱图像技术的应用非常广泛。例如，在水果表面缺陷检测中，由于某些缺陷如损伤在RGB图像中的特征并不明显，因此采用传统的彩色相机进行检测效果并不理想，很多学者转而探寻利用可见光或者近红外多光谱图像组合进行此类缺陷检测。

目前，用于农畜产品品质检测的多光谱图像采集的方法主要是利用一种基于光学棱镜分光的多光谱相机，如Quset Innovation公司的Condor-1000MS55CCD相机，采用棱镜分光原理使多达5个CCD相机同时获取来自同一光轴的光束，但是一般情况下5个CCD的波长是固定，缺乏灵活性，如改变波长则需要重新定制，而且棱镜分光对光的衰减作用会使相机采集的图像质量下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于线扫描高光谱成像的多光谱图像获取方法和系统，能够实现特定波长下的多光谱图像的采集。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于线扫描高光谱成像的多光谱图像获取方法，该方法包括：

预先设定待检测样品一个以上的特征波长；

确定相机光谱轴上行号与波长的关系；

利用所述待检测样品一个以上特征波长和所述相机光谱轴上行号与波长的关系，计算出一个以上特征波长所对应相机光谱轴上的一个以上的行号；

由高光谱分光仪和相机对传送装置上的待检测样品进行采集，每次从采集得到的一个二维矩阵中提取所述一个以上的行号对应的行像素信息，将采集得到的多个二维矩阵中所述一个以上的行号对应的行像素信息进行组合，获得多个特征波长下的多光谱图像。

其中，在所述获得多个特征波长下的多光谱图像之后，进一步包括：

根据损伤特征波长所对应的行号，从所述多个特征波长下的多光谱图像中提取相应行号对应的光谱图像，对提取的光谱图像进行掩模分割，然后进行主成分分析，对得到的第n主成分进行阈值分割，得到损伤区域，实现损伤的检测，其中n的值为损伤特征波长的个数。

其中，在所述获得多个特征波长下的多光谱图像之后，进一步包括：

根据颜色特征波长所对应的行号，从所述多个特征波长下的多光谱图像中提取相应行号对应的光谱图像，对提取的光谱图像进行掩模分割，将掩模分割后的光谱图像转换为HSI颜色模型，利用其中的色调分量H实现颜色的检测。

其中，在所述获得多个特征波长下的多光谱图像之后，进一步包括：

根据腐烂特征波长所对应的行号，从所述多个特征波长下的多光谱图像中提取相应行号对应的光谱图像，对提取的光谱图像进行掩模分割，然后进行主成分分析，对得到的第n主成分进行阈值分割，得到腐烂区域，实现腐烂的实时检测，其中n的值为腐烂特征波长的个数。

其中，在所述获得多个特征波长下的多光谱图像之后，进一步包括：

根据褐斑特征波长所对应的行号，从所述多个特征波长下的多光谱图像中提取相应行号对应的光谱图像，对提取的光谱图像进行掩模分割，然后进行主成分分析，对得到的第n主成分进行阈值分割，得到褐斑区域，实现褐斑的实时检测，其中n的值为褐斑特征波长的个数。

一种基于线扫描高光谱成像的多光谱图像获取系统，该系统包括：

特征波长设定模块，用于预先设定待检测样品一个以上特征波长；

相机校正模块，用于确定相机光谱轴上行号与波长的关系；

行号计算模块，用于利用所述待检测样品一个以上特征波长和所述相机光谱轴上行号与波长的关系，计算出一个以上特征波长所对应相机光谱轴上的一个以上的行号；

多光谱图像获取模块，用于由高光谱分光仪和相机对传送装置上的待检测样品进行采集，每次从采集得到的一个二维矩阵中提取所述一个以上的行号对应的行像素信息，将采集得到的多个二维矩阵中所述一个以上的行号对应的行像素信息进行组合，获得多个特征波长下的多光谱图像。

其中，所述系统进一步包括损伤实时检测模块，用于根据损伤特征波长所对应的行号，从所述多个特征波长下的多光谱图像中提取相应行号对应的光谱图像，对提取的光谱图像进行掩模分割，然后进行主成分分析，对得到的第n主成分进行阈值分割，得到损伤区域，实现损伤的检测，其中n的值为损伤特征波长的个数。