多通道光谱采集系统滤光片设计方法研究

普通彩色相机加载宽带滤光片构造的多通道光谱采集系统的光谱重建性能与滤光片的选用密切相关。针对上述问题,提出基于主成分分析法的合成滤光片设计方法,旨在获得具有较高光谱重建性能并对所有图像场景均适用的最优滤光片组合。在收集多个宽带滤光片的基础上,测得其透射率并转换成矩阵形式;采用主成分分析方法提取该矩阵的前2个主成分,标准化处理后的主成分即为所求合成滤光片的透射率。为了验证上述方法获得的滤光片的性能,利用色差和光谱均方根误差2个指标对加载了合成滤光片的仿真采集系统的光谱重建精度进行了评价。实验结果表明:采用该方法得到的滤光片组合优于常用方法得到的滤光片组合,用其构造的成像系统具有较高的色度重建精度和光谱重建精度,此外,改变目标场景颜色特性,其重建性能保持稳定。

照明光源对多光谱图像采集精度影响的研究

光源是多光谱成像技术精度的影响因素之一,为了选择合适的光源进行多光谱图像采集,选用色温不同的LED白光光源和标准光源(A、C和D)用于多光谱成像,利用重建光谱的色度误差和光谱误差作为判断依据分析光源对图像采集精度的影响。仿真实验结果表明:光谱相对功率分布平缓的标准A光源重建精度最优且较稳定,LED光源性能居中;色温偏小的光源的重建性能优于偏大的光源。另外,改变光源对多光谱图像采集精度的色度误差影响大于光谱误差。