(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111617238.5 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 彭锐晖　贾晓丽　沙香港　吕永胜　 (51)Int.Cl. G01S 17/89(2020.01) G06T 3/40(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 5/50(2006.01) G06T 7/33(2017.01) (54)发明名称 一种全景光谱图像采集系统 (57)摘要 本发明属于光谱成像信息采集技术领域， 具 体涉及一种全 景光谱图像采集系统。 本发明包括 光谱采集模块、 数据传输模块、 光谱处理模块， 能 够在各类环境下通过多个采集平台实时采集目 标本身及周围环境光谱图像的全景光谱图像采 集系统。 本发明可应用于遥感探测、 环境信息感 知等领域。 能够准确、 完整地在任意视角范围内 采集目标对象的全景光谱图像并进行快速、 可靠 的信息传输， 解决单一传感器由于距离、 视角以 及分辨率等因素， 不能获取大范围、 多视角高分 辨率光谱图像的限制， 为后续的光谱分析与解译 工作提供有效、 可靠且 充分的光谱数据来源。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 114384542 A 2022.04.22 CN 114384542 A 1.一种全景光谱图像采集系统， 其特征在于： 包括光谱采集模块、 数据传输模块、 光谱 处理模块； 所述光谱采集模块用于采集目标所处位置不小于9倍于目标面积的背景环境的光谱图 像， 并通过 数据传输模块传输给光谱处 理模块； 所述光谱处理模块包括光谱预处理模块、 图像拼接模块； 所述光谱预处理模块包括光 谱数据读取模块、 光谱图像去噪模块、 光谱图像校正模块； 所述光谱 数据读取模块读取光谱 采集模块采集到的光谱图像数据并进 行归一化处理； 所述光谱图像去噪模块去除光谱图像 在采集过程中受到的噪声干扰影响； 所述光谱图像校正模块去除光谱图像在采集过程中产 生的辐射误差和几何误差； 所述图像拼接模块将两幅或多幅不同角度、 不同尺度的有重叠 范围的图像进 行配准、 拼接、 融合， 得到成一幅大范围的全 景式图像； 所述图像配准、 拼接过 程是对参考图像和待拼接图像中的匹配信息进行提取， 在提取出的信息中寻找最佳的匹 配， 完成图像间的对齐； 所述图像融合过程， 是将拼接后的图像进行缝合， 并对缝合的边界 进行平滑处理， 让缝合自然过渡。 2.根据权利要求1所述的一种 全景光谱图像采集系统， 其特征在于： 所述光谱采集模块 包括固定采集设备和移动采集载荷； 所述固定采集设备选取地物光谱仪或地面高光谱成像 仪， 安置于目标周围某一固定位置不可移动， 采集 目标本身及目标周围环境的光谱图像信 息； 所述移动采集载荷包括本地移动采集载荷和远端移动采集载荷； 所述本地移动采集载 荷选用光谱相机或光学定量测试仪， 安置于目标上， 跟随目标移动， 实时采集目标周围不小 于9倍于目标面积的背 景环境的光谱图像； 所述远端移动采集载荷选用高光谱成像仪， 装载 于可移动载具的吊舱中， 用于在所需任意方位、 不同距离、 不同角度上采集目标周围背景环 境的光谱图像信息 。 3.根据权利要求1所述的一种 全景光谱图像采集系统， 其特征在于： 所述光谱处理模块 包括硬件部分和软件部分； 所述硬件部分包括微型计算机、 数据存储模块、 数据传输模块、 人机交互模块； 所述软件部分包括光谱预处理程序、 图像拼接程序、 光谱图像提取解译程 序； 所述微型计算机用于连接数据存储模块、 数据传输模块、 人机交互模块， 在微型计算机 上可运行光谱预处理程序、 图像拼接程序； 所述数据传输模块由收发端的无线通信硬件设 备组成， 用于 建立各模块间的通信连接； 所述数据存储模块由存储介质组成， 与微型计算机 连接， 存储采集平台采集到的光谱数据； 所述人机交互模块包括输入模块、 控制模块和处理 显示输出模块， 输入模块接 收人为输入的控制信号， 控制模块把人为输入的控制信号转换 为电信号控制系统运行状态， 处理显示输出模块显示所述全景光谱图像采集系统的当前运 行状态信息； 所述光谱图像提取解译程序用于量化表征目标及其背景 的光谱特征信息， 为 分析评定目标及其背景之间的光谱融合效果 提供依据。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114384542 A 2一种全景光谱图像采集系统 技术领域 [0001]本发明属于光谱成像信息采集 技术领域， 具体涉及一种全景光谱图像采集系统。 背景技术 [0002]伪装技术与探测侦察技术相生相 克， 探测手段不断发展变化， 对应的伪装技术也 不断拓展延伸。 现如今， 探测方式已经从单一波段探测向多波段探测发展， 从单元结构向阵 列化发展， 从单视场向可变视场发展， 在灵敏度、 准确度、 测量距离、 抗干扰能力、 便捷性等 方面不断提高， 对伪装技术也提出了更高的要求， 为适应高精度化的侦察识别技术， 目标信 息的获取作为伪装系统的重要前端组成， 也需要从静态单一波段、 单一视角提高到动态多 波段、 多视角、 大范围， 充分且准确地采集目标所 处位置的环境信息是实施有效可靠伪装隐 身工程的一个大 前提。 [0003]光谱成像技术是获取目标在可见光、 近红外、 中波红外及长波红外等波段下暴露 特征的一个重要手段， 近些年来在各领域取得了一系列重要的研究与应用成果。 尤其是高 光谱成像技术， 能够获得目标对象在较大光谱范围且较高光谱分辨率的一系列光谱图像集 合， 通过高光谱图像能够获得目标周围环境和目标本身在各个波段下 的电磁特性信息， 不 仅能够提供观察目标 的定性和定量分析， 而且可用于检测和鉴别对 象的物理结构， 并确定 其化学组成和相对 含量， 具有极大的应用价 值。 [0004]伪装隐身工程前期探测采集周围环境信息有如下需求： 首先是能够从地面、 空中、 移动视角、 固定视角等各个方位角度连续采集目标周围环境及目标本身的光谱反射率和高 光谱图像； 其次是能够 对从不同采集设备采集到的图像进行去噪、 畸变校正等预 处理； 再其 次是把预 处理后的来自不同采集设备的光谱图像进 行配准、 拼接， 形成广角度、 大范围的全 景图像； 最后将其发送给本地或远程的高性能处理终端并进行后续的图像分析与解译， 为 伪装隐身效果分析评估以及相应的伪装方案设计生成提供关键数据信息 。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供能够充分、 准确地采集目标周围环境及目标本身光谱图像 的一种全景光谱图像采集系统。 [0006]一种全景光谱图像采集系统， 包括 光谱采集模块、 数据传输模块、 光谱处 理模块； [0007]所述光谱采集模块用于采集目标所处位置不小于9倍于目标面积的背景环境的光 谱图像， 并通过 数据传输模块传输给光谱处 理模块； [0008]所述光谱处理模块包括光谱预处理模块、 图像拼接模块； 所述光谱预处理模块包 括光谱数据读取模块、 光谱图像去噪模块、 光谱图像校正模块； 所述光谱数据读取模块读取 光谱采集模块采集到的光谱图像数据并进 行归一化处理； 所述光谱图像去噪模块去除光谱 图像在采集过程中受到的噪声干扰影响； 所述光谱图像校正模块去除光谱图像在采集过程 中产生的辐 射误差和几何误差； 所述图像拼接模块将两幅或多幅不同角度、 不同尺度的有 重叠范围的图像进 行配准、 拼接、 融合， 得到成一幅大范围的全景式图像； 所述图像配准、 拼说　明　书 1/7 页 3 CN 114384542 A 3