[发明专利]快照式高光谱成像方法、装置及重建方法、系统和介质

说明书

本发明公开了一种快照式高光谱成像方法、装置及重建方法、系统和介质，本发明的快照式高光谱成像方法包括将包含多波段的光束按照通道进行随机采样得到大小为w×h×c的部分通道高光谱图像；本发明的高光谱图像重建方法包括将该部分通道高光谱图像的坐标进行傅里叶特征映射得到位置特征矢量再训练隐式神经网络以建立坐标、光谱值的映射，然后针对N‑c个通道的坐标利用隐式神经网络获得对应的光谱值，并与部分通道高光谱图像合并得到N通道的高光谱图像。本发明旨在解决现有高光谱成像方案空间分辨率低、提升极其困难且成本较高的问题，可有效降低获取高光谱图像的成像成本。

技术领域

本发明属于高光谱成像领域，具体涉及一种快照式高光谱成像方法、装置及重建方法、系统和介质。

背景技术

高光谱成像技术可以同时获取与不同光谱波长相对应的图像，光谱范围覆盖了可见光波段到短波红外波段，光谱分辨率可以达到nm级别。由于不同材料反射率也不一样，所以高光谱图像可以帮助准确识别目标，因而高光谱图像被广泛地应用于遥感、医学诊断和人脸识别等领域。但是，由于成像传感器的限制，现有光学成像系统在空间分辨率、光谱分辨率以及信噪比之间相互制约，难以直接获取高空间分辨率高光谱图像，降低了高光谱图像的应用价值。此外，通过成像传感器来提升高光谱图像空间分辨率并降低成本已成为一项亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种快照式高光谱成像方法、装置及重建方法、系统和介质，本发明旨在解决现有高光谱空间分辨率极其困难且成本高的问题，可有效降低获取高光谱图像的成像成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种快照式高光谱成像方法，包括将包含多波段的光束按照通道进行随机采样得到大小为 w× h× c的部分通道高光谱图像，其中 w为部分通道高光谱图像的宽度， h为部分通道高光谱图像的高度， c表示部分通道高光谱图像仅包含 c个通道， c大于等于1且小于光束包含的波段数量，且每一个通道中每一个像素点的光谱值均由包含多波段的光束中某一个随机波段进行采样得到。

可选地，所述进行随机采样是指针对部分通道高光谱图像的每一个通道采用一个滤光片阵列进行过滤，所述滤光片阵列包含呈阵列状布置的 w× h个窄带通滤光片，且 w× h个窄带通滤光片能通过的波段随机布置。

此外，本发明还提供一种用于前述快照式高光谱成像方法的快照式高光谱成像装置，包括成像镜头、滤光片阵列及全色成像传感器，所述滤光片阵列包含呈阵列状布置的w×h个窄带通滤光片，且w×h个窄带通滤光片能通过的波段随机布置，使得经过成像镜头采集的包含多波段的光束通过滤光片阵列后在全色成像传感器上获得大小为w×h×1的单通道高光谱图像，其中w为单通道高光谱图像的宽度，h为单通道高光谱图像的高度，1表示单通道高光谱图像仅包含单通道。