[发明专利]确定多透镜摄像系统拍摄的图像的波长偏差的方法和装置

说明书

本发明涉及一种确定由多透镜摄像系统(1)拍摄的图像的波长偏差的方法，包括以下步骤：‑为所述多透镜摄像系统(1)的过滤元件(4)的一个区域确定色域(F)，所述区域与多透镜摄像系统(1)的图像传感器(3)的一预定区域相关联，‑基于确定的色域(F)，为图像传感器(3)的预定区域的至少两个像素(P1、P2)确定中心波长(Z)，‑基于确定的中心波长(Z)，对图像传感器(3)的区域和/或用该图像传感器(3)拍摄的图像(B、B1)进行修正，和/或生成针对所述图像或用于成像控制的补充性数据集。本发明还涉及一种对应的装置和一种多透镜摄像系统。

技术领域

本发明涉及一种方法和一种装置，用于确定多透镜摄像系统拍摄的图像的波长偏差，且特别是对其加以利用，特别是用于色散校准。所述多透镜摄像系统优选地为用于(超)光谱拍摄图像的摄像系统。

背景技术

在许多商业和科学领域中，使用除了空间分辨率以外还具有光谱分辨率的摄像机(光谱摄像机)，此光谱分辨率往往超出可见光谱(多光谱摄像机)。例如，在从空中测量地球表面时，常使用的摄像机不仅具有正常的RGB颜色分辨率，还提供高分辨率光谱，甚至可能进入紫外或红外范围。借助这些测量，例如能够识别农业用地中的各个种植区。借此例如能够确定植物的生长状态或健康状态，或者诸如叶绿素或木质素等不同化学元素的分布。

近数十年来，称作“超光谱成像(Hyperspectral Imaging)”的光谱高分辨率成像技术已被证明适用于这些测量。借助该超光谱成像，例如能够基于以空间分辨方式记录的光谱，识别和区分不同的化学元素。

在(超)光谱摄像系统的典型结构中，在图像传感器前设有透镜阵列，将主题以多个不同图像(每个透镜一个)的形式映射至图像传感器。这种摄像系统也称作“多透镜摄像系统”。借助位于透镜阵列与图像传感器之间的过滤元件，例如马赛克过滤器或者线性可变过滤器，以不同的光谱范围拍摄图像中的每一个。由此获得主题在不同光谱范围(“通道”)的大量映射。

然而，现有技术的缺点在于，拍摄的图像无法被最佳地相互比较。这些图像还需要校准。特别是在拍摄与摄像系统的距离不同的对象时(例如，位于背景前的对象，或，在不同距离处的两个或更多个对象)，在通过摄像系统的过滤元件拍摄时，不同的光路导致对象的光谱分类不准确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，并且提供一种确定多透镜摄像系统的波长偏差的方法，特别是用于校准多透镜摄像系统和/或改善光谱分辨率。

本发明用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求书的一种方法和一种装置。

本发明的确定(并且有利地利用)多透镜摄像系统的拍摄的波长偏差、特别是用于实现色散校准和/或改善光谱分辨率的方法，包括以下步骤：

-为所述多透镜摄像系统的过滤元件的一区域确定光谱灵敏度(“色域”)，所述区域与多透镜摄像系统的图像传感器的一预定区域对应，

-基于确定的光谱灵敏度(确定的色域)，为所述图像传感器的预定区域的至少两个像素确定中心波长，

-基于确定的中心波长，对所述图像传感器的区域和/或用该图像传感器(或图像传感器的对应区域)拍摄的图像进行修正，和/或产生针对图像或用于成像控制的补充性数据集。