[发明专利]一种高光谱颜色测量定标系统及定标方法

说明书

本发明公开了一种高光谱颜色测量定标系统及定标方法，系统包括反射光获取装置、高光谱探测装置及平移装置；方法包括步骤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。

技术领域

本发明涉及颜色测量技术领域，尤其是涉及一种高光谱颜色测量定标系统及定标方法。

背景技术

现有技术中分光测色仪有较好的测量稳定性和较高的测量精度，但是空间分辨率低，实 际应用中只能对纯色区域测量，无法应对具有复杂颜色图案的场景；彩色相机有很高的空间 分辨率，但是光谱分辨率低，不适用于精确的颜色测量和颜色传递。因此，将高光谱成像技 术把成像技术和光谱分析技术进行融合，能够更有效的满足图像测色得需求。

但是高光谱图像数据采集完成后，需要将图像中每一点的光谱响应值，转化为光谱反射 率数据。这需要经过两个步骤：

1、波长定标，获取光谱维中波长与像素的对应关系。波长的准确性将影响最终的测色结 果，因此，需要一个有效的波长定标方法，准确寻找波长。

2、光谱反射率定标，将空间维中每个空间通道的光谱响应值与光谱反射率建立关系。高 光谱颜色测量系统中，高光谱相机采集的仅是样本在各个波长下的反射光强的信号量，需要 通过一个有效的方法，提取出色度计算所需的400-700nm之间每间隔10nm波长的响应值数 据，再将光谱响应值数据转化为光谱反射率。

而在图像颜色测量的研究中，所获取的图像质量也是关注的重点，高光谱颜色测量系统 既有较高的图像空间分辨率，又具有较高的光谱分辨率。对高光谱相机的性能有较高的要求， 而高光谱相机各组件的选型与装配对最终的成像质量有很大的影响，影响主要表现在谱线弯 曲和色畸变上。谱线弯曲导致的单色像弯曲称作Smile效应，色畸变导致的不同视场的光谱 曲线弯曲称作Keystone效应。

在对高光谱相机的各组件选型时，考虑到了分光组件的谱线弯曲和色畸变的大小与CCD 像敏单元的尺寸匹配问题，当像敏单元的大小是谱线弯曲大小两倍时，即使有Smile和 Keystone效应存在，狭缝的单色像任能被同一行像素接收，不会对最终的数据产生影响。但 是镜头并不是分光组件设计匹配的像方远心光路，因此，高光谱相机整体仍会有较大的Smile 和Keystone效应产生。Keystone和Smile效应在高光谱成像技术中会造成相邻空间点的光谱 匹配错误和不同空间位置的光谱响应值不一致，这会影响最终的成像质量。

发明内容

为解决现有技术的不足，实现光谱维中波长与像素对应，提取色度计算波长的响应值数 据进行光谱反射率，以及避免Keystone和Smile效应提高图像质量的目的，本发明采用如下 的技术方案：

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，为高光谱探测装置 配合设置平移装置；