[发明专利]一种光谱成像方法以及系统、装置

权利要求书

1.一种光谱成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得目标场景的高光谱图像，初始化所述高光谱图像，获得待处理图像，将所述待处理图像均分成若干三维光谱块，将若干所述三维光谱块分成多个簇，求得每个簇的主成分字典；获取所述三维光谱块的若干待计算相似块，并取若干其中的最相似块，并根据所述字典，求得所述三维光谱块的加权稀疏表示系数；根据所述字典与所述加权稀疏表示系数获得图像函数，重建所述图像函数，获得目标图像函数，通过迭代更新所述字典和所述加权稀疏表示系数，使得所述目标图像函数收敛，获得最终图像函数。

2.根据权利要求1所述的光谱成像方法，其特征在于，在所述初始化高光谱图像前，还包括：获得灰度图像以及灰度图像的灰度矩阵；获得RGB图像以及RGB图像的RGB矩阵，联合灰度图像和RGB图像获得高光谱图像。

3.根据权利要求2所述的光谱成像方法，其特征在于，所述初始化高光图谱，具体包括：将所述高光谱图像与所述高光谱图像的矩阵的转置矩阵相乘。

4.根据权利要求2所述的光谱成像方法，其特征在于，求得所述三维光谱块的加权稀疏表示系数，具体包括：沿所述三维光谱块的周围取若干待计算相似块，比较所述三维光谱块和每一待计算相似块的RGB三通道的像素差，根据像素差大小从若干待计算相似块中分辨出若干最相似块，根据所述字典求得每一所述最相似块的稀疏表示系数，根据所述稀疏表示系数求得所述三维光谱块的加权稀疏表示系数。

5.根据权利要求1所述的光谱成像方法，其特征在于，通过迭代更新所述字典和所述加权稀疏表示系数，其中，每迭代10-25次更新一次所述字典和所述加权稀疏表示系数。

6.根据权利要求1所述的光谱成像方法，其特征在于，将若干所述三维光谱块分成多个簇，求得每个簇的字典，具体包括：将若干所述三维光谱块利用K均值聚类算法分成多个簇，对每个簇进行主成分分析，求得每个簇的字典。

7.一种光谱成像系统，其特征在于，包括：

图像处理单元，用于获得目标场景的高光谱图像，初始化高光谱图像，获得待处理图像；

图像分割单元，用于将所述待处理图像均分成若干三维光谱块，并获取所述三维光谱块的若干待计算相似块；

计算单元，用于将若干所述三维光谱块分成多个簇，求得每个簇的字典，从待计算相似块中获取其中的最相似块，并根据所述字典，求得所述三维光谱块的加权稀疏表示系数；

重建单元，用于根据所述字典与所述加权稀疏表示系数获得图像函数，重建所述图像函数，获得目标图像函数；

迭代单元，通过迭代更新所述字典和所述加权稀疏表示系数，使得所述目标图像函数收敛，获得最终图像函数。

8.一种光谱成像装置，其特征在于，用于获得如权利要求2所述的灰度图像，根据光的运动方向依次包括：分光棱镜、物镜、双阿米西棱镜、中继镜、编码模板、中继镜、反向放置的双阿米西棱镜、中继镜以及灰度相机，所述分光棱镜、物镜、双阿米西棱镜、中继镜、编码模板、中继镜、反向放置的双阿米西棱镜、中继镜以及灰度相机成一条直线放置。

9.一种光谱成像装置，其特征在于，用于获得如权利要求2所述的RGB图像，根据光的运动方向依次包括：分光棱镜、反射镜以及RGB相机。

10.一种光谱成像装置，其特征在于，包括灰度装置和RGB装置，所述灰度装置包括分光棱镜、物镜、双阿米西棱镜、中继镜、编码模板、中继镜、反向放置的双阿米西棱镜、中继镜以及灰度相机；所述RGB装置包括分光棱镜、反射镜以及RGB相机；所述灰度装置和RGB装置共用一块分光棱镜，所述灰度装置和RGB装置平行放置。