[实用新型]手机程控多光谱成像装置

说明书

本实用新型公开了一种手机程控多光谱成像方法及装置，该发明基于电动旋转式多光谱成像装置的光谱分光功能，利用智能手机自备的成像镜头、面阵探测器及配套电路及触摸屏，匹配配套的电动旋转式多光谱成像组件，选择进入智能手机成像相机的波长，从而实现对不同光谱进行成像，辅以手机端软件完成光谱成像数据实时采集及分析应用，可普及应用到人们的日常生活中。

技术领域

本专利属于光谱成像技术领域，尤其涉及一种手机程控多光谱成像方法及装置,该装置基于手机自带照像功能模块实现多光谱成像的方法及装置，装置结构简单、成本低廉，匹配APP处理软件后操作及处理十分方便、快捷，特别适用于日常生活中文物及物证鉴别、化妆品评估、假冒伪劣鉴别、农产品质量鉴别、食品安全检测、环境监测等应用领域。

背景技术

形态测量和光谱测量是研究地物结构和成份的主要方法，其基于不同地物目标的光谱特征，以及各不相同微粒的尺寸和形状实现物质分析、鉴别等应用。光谱成像仪能在获取所观测目标二维空间信息的同时，获取目标像素的特定光谱信息，能更有效地区分和识别目标，在文物及物证鉴别、化妆品评估、假冒伪劣鉴别、农产品质量鉴别、食品安全检测、环境监测等应用领域均有重要应用价值。

在过去三十年里，光谱成像技术获得巨大的发展，在军民多领域发挥了重要的作用，但是，由于绝大多数光谱成像仪器均属于专用精密光学仪器，采用专用的成像、分光、探测器、电路、显示外设及机械等模块，导致仪器体积大、重量重、价格高。这类仪器通常在航空航天等平台以及专用实验室应用，为满足现场及野外检测等方面的应用需求，光谱成像仪也开始出现相应便携式产品，向微小型化的趋势发展，但仍然无法普及应用到人们的日常生活中。近年来，随着移动互联网时代的到来，以手机为代表的移动设备已发展为广泛应用的智能数据终端，各种与手机结合的设备不断推出，可以完成各种数据的采集、分析等。国内外研究人员已经开始对手机光谱仪、光谱成像仪的研发。如专利—手机光谱仪模块及具有该手机光谱仪模块的手机光谱仪(201410248090.6)，将采光狭缝、准直光学、光栅集成小型模块，与手机光学镜头及传感器相结合，完成光谱采集功能，是一种较为新颖的发明。该发明主要涉及的是小型的光谱仪模块，与手机结合后可探测光谱信息，但同时会失去手机的成像功能。专利—一种可采集高光谱图像的光谱的智能手机(201220532859.3)，将背照式摄像头、液晶光阀模组以及白光LED嵌入智能手机，实现光谱成像。该发明主要部件需与手机相集成，形成专业的光谱成像手机。专利—基于手机的显微光谱成像系统(201610458232.0)将手机、光源、光谱仪、样品台集成，手机显微成像的光谱系统。该发明手机的功能仅用作显微成像，其光源、光谱仪、样品台等形成独立的系统，且显微图像及光谱数据没有实现同步获取。

本专利提供的一种手机程控多光谱成像方法及装置，采用标准定标板现场参比成像及定标方法，利用自带成像镜头、面阵探测器及配套电路及屏幕的手机，设计基于滤光片组件的电动旋转式多光谱成像装置，辅以手机端软件，实现光谱成像数据实时采集及分析应用，可普及应用到人们的日常生活中各光谱应用领域中。

发明内容

本专利的目的是提供一种电动旋转式多光谱成像装置,该装置采用电动转台来旋转轻型滤光片轮，基于手机自带照像功能模块，实现多光谱成像的方法及装置。其主要特点在于采用标准定标板现场参比成像及定标，通过电动转台来旋转滤光片选择成像光谱谱段、利用手机自带的成像镜头、面阵探测器及配套电路、手机端软件完成成像，手机屏幕完成交互控制及显示实现多光谱成像及应用分析。

多光谱成像方法为：首先在需要成像的目标附近放置好定标好的标准板，打开手机多光谱成像APP软件，调节好手机镜头使成像目标成像清晰；然后按方法依次获取手机成像模块的暗背景图像、多光谱成像图像，并将图像处理为灰度的单色图像；再次调用暗背景图像及多光谱成像图像、标准板定标数据，对图像进行预处理，有效减小成像模块成像参数不同、以及光照与场景不同引起的成像误差；最后调用应用模型完成多光谱图像的应用分析处理，实现在日常生活中文物及物证鉴别、化妆品评估、假冒伪劣鉴别、农产品质量鉴别、食品安全检测、环境监测等应用领域的实时应用目的。