[发明专利]一种针对快速成像的八通道多光谱相机设计方法

权利要求书

1.一种针对快速成像的八通道多光谱相机设计方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、设定八通道滤色片的透射曲线

相机中的滤色片透射曲线设计成高斯分布，若光谱采集范围为λ₁＜λ＜λ₂，则透射函数定义为：

其中，μ为某个通道的中心光谱波长的数值，σ为标准差；

步骤2、设计多光谱成像的阵列分布，

在相机结构中采用一个CCD，在该CCD的每个像素位置只采集一个通道的Raw数据，八个通道的滤色片排列成2×4形式，并在整个CCD表面重复排列；

步骤3、针对八通道光谱raw数据进行图像恢复；

步骤4、对恢复后的多光谱图像进行后处理；

步骤5、多光谱相机的特性化处理。

2.根据权利要求1所述的针对快速成像的八通道多光谱相机设计方法，其特征在于：所述的步骤1中，光谱相机八个通道的光谱选在可见光范围的400nm-700nm成像，每个通道带宽σ＝15，通道1至通道8的中心光谱波长μ的数值分别为433nm、467nm、500nm、533nm、567nm、600nm、633nm、667nm。

3.根据权利要求2所述的针对快速成像的八通道多光谱相机设计方法，其特征在于：所述的步骤3中，具体过程是：

首先从CCD的raw图像中提取各个通道的数据，

设z_x，y为完整的raw图像，代表第c个通道的有效信息，则有：其中为成像蒙版，

在本步骤的相机结构设置中，针对每个通道的图像，从raw图像中提取到含有1/8的有效信息，基于这些有效信息再通过插值计算出另外7/8的图像信息；

在插值计算其余7/8数据时，通过图像滤波的方法实现，c通道选用的滤波器卷积核定义为h_c，则其恢复过程描述为：

针对以上的八通道2×4阵列，所采用的滤波器卷积核h_c为：

4.根据权利要求3所述的针对快速成像的八通道多光谱相机设计方法，其特征在于：所述的步骤4中，具体过程是：

在步骤3恢复的八通道图像中，若两通道分别为i和j，以优化j通道的图像清晰度为例，首先计算j通道与i通道的光谱差值，

其中，的下标(xj，yj)代表位置，即raw数据中j通道的原始采集位置，其上标代表正在处理的通道，因此代表在j通道原始采集位置上的i通道值；

所以Δ_ij代表了在j通道原始采集位置上的i与j光谱差，采用低通滤波得到所有位置上的i与j光谱差，则有：

利用i与j两个通道间的光谱值差优化i原始采集位置上的j通道值，则有：