本發(fā)明屬于圖像和光譜采集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用光譜信息增強物體圖像信息的采集裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的圖像采集系統(tǒng)獲取物體的強度分布信息，正在向不斷提高分辨率以提高識別能力的方向發(fā)展。遺憾的是，強度信息對物體的材質(zhì)等不敏感，光譜是物質(zhì)材質(zhì)的指紋信息，可以實現(xiàn)精細材質(zhì)識別，于是從上世紀90年代以來發(fā)展發(fā)展起了光譜成像技術(shù)，可以獲取物體的強度分布信息，及圖像上每一點的光譜信息。然而光譜成像設(shè)備且空間分辨率有限，數(shù)據(jù)量極大，處理分析效率低，且極其昂貴，因而在日常應(yīng)用中難以承受。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種利用光譜信息增強物體圖像信息的采集裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種利用光譜信息增強物體圖像信息的采集裝置，包括視頻成像單元、光譜獲取單元、照明光源以及為視頻成像單元、光譜獲取單元和照明光源提供同步觸發(fā)信號的信號觸發(fā)模塊；光譜獲取單元包括通過光纖相連的光譜儀和光譜探測鏡頭；信號觸發(fā)模塊通過觸發(fā)電路與視頻成像單元、照明光源和光譜獲取單元相連；視頻成像單元和光譜儀的數(shù)據(jù)輸出端連接系統(tǒng)處理計算機；視頻成像單元和光譜獲取單元獲取同一時間、相同視場內(nèi)、同一目標的信息；光譜獲取單元和目標物所在直線與地面的夾角為θ，與目標物的水平距離為L，與目標物高度差為H，且夾角θ滿足關(guān)系：

本發(fā)明進一步的改進在于：

所述視頻成像單元和光譜獲取單元通過有線或無線方式與系統(tǒng)處理計算機相連。

所述信號觸發(fā)模塊采用電流、電壓、光學信號或軟件方式觸發(fā)。

所述信號觸發(fā)模塊與視頻成像單元、照明光源和光譜獲取單元三部分的信號同步。

所述信號觸發(fā)模塊先與照明光源連接，再與視頻成像單元、光譜獲取單元中的一個相連。

所述信號觸發(fā)模塊先觸發(fā)照明光源工作，再根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)配置計算延遲時間，使得光源照明的同時，視頻單元與光譜單元同時工作。

所述視頻成像單元、光譜獲取單元從幾何關(guān)系上能保證二者獲取同一目標信息。

所述視頻成像單元、光譜獲取單元的光學系統(tǒng)配置能保證二者獲取相同視場內(nèi)的目標信息。

所述觸發(fā)電路包括整流二極管D及濾波電容C，整流二極管D的陽極接電壓輸入端Vin的正極，陰極接地；濾波電容C的一端與電壓輸入端Vin的負極相連，另一端接整流二極管D的陰極；電阻R1和電阻R2的一端均與電壓輸入端Vin正極相連，電阻R2的另一端作為輸出端Vout的正極，電阻R1的另一端接地；輸出端Vout的兩端并聯(lián)電阻R3；電壓輸入端Vin接信號觸發(fā)模塊的輸出端，輸出端Vout分別接視頻成像單元、光譜儀及照明光源的控制信號觸發(fā)端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明可以實現(xiàn)物體的總體光譜曲線和空間圖像信息同視場同時采集，通過總體光譜信息這一數(shù)據(jù)量的少量增加，大幅度提高物體的分辨能力；獲取的光譜信息為物體的總體光譜曲線，采集時間短，保證了處理的實時高效；(光譜儀和通過觸發(fā)同時獲得觸發(fā)信號，進而能夠同時采集光譜信息和圖像信息；另外，本發(fā)明視頻成像單元和光譜探測鏡頭滿足同視場條件，能夠準確獲得同一目標的圖像和對應(yīng)的光譜信息。)

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明光譜獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的觸發(fā)電路圖。

其中，1-光譜儀；2-光纖；3-光譜探測鏡頭。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：

參見圖1，本發(fā)明包括前端視頻成像捕獲單元、光譜儀1以及為前端視頻成像捕獲單元和光譜儀1提供觸發(fā)信號的信號觸發(fā)模塊；光譜儀1通過光纖2與光譜探測鏡頭3相連，前端視頻成像捕獲單元上連接有作為照明光源的閃光燈；前端視頻成像單元和光譜探測鏡頭3通過有線或無線方式與計算機相連。

如圖2所示，光譜獲取單元由光譜儀1、光纖2和光譜探測鏡頭3組成，目標物的反射光進入光譜探測鏡頭3，經(jīng)由光纖2傳輸進入光譜儀1內(nèi)部，再由光譜儀1內(nèi)部CCD轉(zhuǎn)換成電信號輸出到計算機。視頻成像單元和光譜獲取單元獲取相同視場內(nèi)同一目標的信息；照明光源和目標物所在直線與地面的夾角為θ，光譜獲取單元與目標物的水平距離為L，光譜獲取單元的高度為H，且夾角θ滿足關(guān)系：信號觸發(fā)模塊與視頻成像單元、照明光源和光譜獲取單元三部分的信號同步。

如圖3所示，信號觸發(fā)模塊通過觸發(fā)電路與視頻成像單元和光譜儀1相連；電壓輸入端Vin輸入的信號是由觸發(fā)單元的提供的電壓信號，該電壓較大且為交流信號，不易于光譜儀和成像單元接收，所以經(jīng)由中間部分的電路將電壓信號轉(zhuǎn)換成直流信號并保證輸出端Vout的電壓幅值不超過正5V。觸發(fā)電路包括整流二極管D及濾波電容C，整流二極管D的陽極接電壓輸入端Vin的正極，陰極接地；濾波電容C的一端與電壓輸入端Vin的負極相連，另一端接整流二極管D的陰極；電阻R1和電阻R2的一端均與電壓輸入端Vin正極相連，電阻R2的另一端作為輸出端Vout的正極，電阻R1的另一端接地；輸出端Vout的兩端并聯(lián)電阻R3；電壓輸入端Vin接信號觸發(fā)模塊的輸出端，輸出端Vout分別接視頻成像單元、光譜儀1及照明光源的控制信號觸發(fā)端。

本發(fā)明的原理及工作過程：

系統(tǒng)搭建：將光譜系統(tǒng)與視頻成像單元同視場，觸發(fā)模塊提供同時性觸發(fā)信號，實現(xiàn)系統(tǒng)同步工作，對目標進行圖像與光譜信息獲取。

前端信息采集：在采集光譜進行與視頻成像單元同視場并由前端觸發(fā)信號發(fā)生裝置對移動與非移動目標進行檢測，在目標距離探測，對視頻成像單元觸發(fā)拍照，進行圖像預(yù)處理，同時進行采集光譜，其中光譜采集硬件部分應(yīng)用前端光學鏡頭進行采光，再通過光纖傳到光譜儀，完成光譜數(shù)據(jù)的采集。

通信傳輸：將圖片及光譜信息文件通過有線或無線方式傳輸至后臺計算機。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。