[发明专利]一种高光谱颜色测量定标系统及定标方法

权利要求书

1.一种高光谱颜色测量定标系统，反射光获取装置和高光谱探测装置，其特征在于：为所述高光谱探测装置配合设置平移装置；

反射光获取装置采集标准物体的发射谱，通过高光谱探测装置设有的狭缝，将平面像进行剪切，得到狭缝尺寸的一维空间图像信息，将一维空间位置上的每一点的光信息色散分光，对于垂直于狭缝方向的每列像素，采集来自同一空间点的不同波长信息，每列像素作为一个空间通道，每个空间通道包含标准物体的所有波长信息及标准物体在空间中一点的位置信息，同一波长单色像的每行像素作为一个光谱通道，每个光谱通道包含狭缝视场内的所有空间位置信息及一个波段下的光谱信息，将包含所有空间位置信息的方向作为光谱维，将包含所有光谱信息的方向作为空间维，选取空间维中间位置的空间通道进行波长定标，并用获得的波长与像素关系表示空间维其余各空间通道的波长与像素的关系，进行波长定标；

标准物体随平移装置移动，高光谱探测装置的每个空间通道，通过狭缝获取标准物体对应狭缝区域的光谱响应值，对光谱响应值求和取平均值，通过测量已知光谱反射率的标准物体在系统中的光谱响应值，建立系统光谱在相同条件下，测量待测样本在系统中的光谱响应值，获得待测样本的光谱反射率，建立系统光谱响应值与标准物体光谱反射率的对应关系，进行光谱反射率定标。

2.根据权利要求1所述的一种高光谱颜色测量定标系统，其特征在于：构建一组标准板，用于放置光谱反射率呈阶梯下降的标准物质，对每个空间通道的光谱响应值与标准板的光谱反射率进行分段线性拟合，获取系统的光谱响应值与光谱反射率的关系。

3.根据权利要求1所述的一种高光谱颜色测量定标系统，其特征在于：所述反射光获取装置包括积分球，所述高光谱探测装置，在成像时，其视场包括积分球的采样口及采样口周围的积分球内壁，将采样口作为测试区域，将采样口周围的积分球内壁作为参考区域，光源波动性的消除算法如下：

其中，t表示第t次采样，λ表示波长，j表示第j个像素，φ_o(t,λ,j)表示测试区域内每个像素相应波长下的响应值；表示参考区域内相应波长下多个像素响应值的平均值；φ(t,λ,j)表示测试区域与参考区域的每次采样数据的比值。

4.根据权利要求1所述的一种高光谱颜色测量定标系统，其特征在于：所述高光谱探测装置包括成像组件和面阵CCD，面阵CCD的感光面与成像面重合，同时，狭缝的单色像与面阵CCD的每一行像素完全平行，用于获取空间位置信息和光谱信息，采用像素合并的方式，将相邻几个像素的响应值求和取平均后输出为一个响应值，成像组件的分辨率高于面阵CCD的像素尺寸，通过面阵CCD空间维的长度与成像视场的比值，得到放大倍率，通过单个像素的尺寸与放大倍率的比值，得到单个像素对应的空间分辨率，在空间分辨率满足测量系统需求，波长间隔高于色度计算需求的前提下，合并空间维像素和/或光谱维像素。

5.一种高光谱颜色测量的定标方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1：通过高光谱数据采集，测量标准物体的发射谱，对波长与像素的关系进行标定；通过单一波长下相邻像素的响应值，确定该波长峰值所在的像素位置，波长峰值与对应像素点建立多项式关系，再利用拟合出的多项式计算出其余像素点对应的波长；

步骤S2：获取标准物体对应光谱响应值，对光谱响应值求和取平均值，通过测量已知光谱反射率的标准物体的光谱响应值，建立光谱在相同条件下，测量待测样本的光谱响应值，获得待测样本的光谱反射率，建立光谱响应值与标准物体光谱反射率的对应关系，进行光谱反射率定标。