【摘 要】
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高光谱成像技术可广泛应用在农业、医疗、环境等各个领域。传统高光谱成像系统只能捕获静态场景的光谱数据,而基于压缩感知理论的计算式高光谱成像系统具有复杂的光路结构和昂贵的硬件成本,使得大多数用户难以获得和使用高光谱数据。本文针对降低光谱成像采集系统成本以及利用高光谱数据进行实际应用两个方面展开讨论和研究。主要研究内容和创新点如下:1.针对现有成熟的棱镜掩膜式视频光谱采集系统PMVIS(prism-ma
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高光谱成像技术可广泛应用在农业、医疗、环境等各个领域。传统高光谱成像系统只能捕获静态场景的光谱数据,而基于压缩感知理论的计算式高光谱成像系统具有复杂的光路结构和昂贵的硬件成本,使得大多数用户难以获得和使用高光谱数据。本文针对降低光谱成像采集系统成本以及利用高光谱数据进行实际应用两个方面展开讨论和研究。主要研究内容和创新点如下:1.针对现有成熟的棱镜掩膜式视频光谱采集系统PMVIS(prism-mask multi-spectral video imaging system)在实际应用时出现的混合相机不对齐问题,提出利用屏幕映射法构建灰度相机和彩色相机掩膜位置的映射关系进行混合相机对齐,实现将对齐误差范围缩小至像素量级;2.针对现有复杂的光谱成像采集系统和光谱重建算法,提出基于随机打印掩膜式光谱成像采集方法,搭建彩色随机打印掩膜的仿真和物理模型,讨论不同的物理打印参数对彩色随机掩膜调制矩阵的影响,构建光谱重建网络对采集的编码数据进行重建,通过图像质量评估指标对现有的光谱重建结果进行对比,证明该光谱成像系统在极大降低成像成本的同时还可以将重建时间降至毫秒级别。3.从光谱测量距离和光谱相机应用平台两个角度探索轻型的光谱成像设备PMVIS在工业、林业、以及交通等行业的应用。其中包含PMVIS光谱相机近距离成像时,通过提取物质成分的光谱特征进行人脸活体检测、沥青道路老化检测等,以及将PMVIS光谱成像设备部署到无人机平台上进行林业病虫害监测等远距离光谱成像应用。
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