恭喜中国科学院合肥物质科学研究院池杲鋆获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院合肥物质科学研究院申请的专利基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114399556B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111570044.4,技术领域涉及:G06T7/80;该发明授权基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标方法是由池杲鋆;李孟凡;王相京;胡亚东;厉卓然;石晶晶设计研发完成,并于2021-12-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标方法,是利用高稳定LED光源结合积分球产生稳定、能量可调的均匀面光源、通过标准辐亮度计将积分球出口光谱辐亮度传递至面阵CCD探测器像元,实现绝对辐射响应定标。本发明通过设置LED光源电流大小,并设置光谱辐亮度的最小值、典型值、最大值,在单光源条件下进行彩色面阵CCD相机的绝对辐射响应定标实验确定相应的绝对辐射响应系数,从而能消除探测器响应混叠带来的定标不确定性,有效提高了绝对辐射定标准确度。
本发明授权基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标方法在权利要求书中公布了:1.一种基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标方法,其特征在于,是应用于由LED光源、积分球、标准辐亮度计、计算机以及待测的基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机所组成的装置中;所述LED光源包括红色LED、蓝色LED、绿色LED;所述基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机包括:镜头、滤光片、基于Bayer阵列的面阵CCD探测器;所述绝对辐射定标方法包括以下步骤: 第一步:搭建彩色面阵CCD相机的绝对辐射定标系统; 将所述彩色面阵CCD相机、标准辐亮度计、积分球安装在光学平台上,调整所述彩色面阵CCD相机与标准辐亮度计的角度,使得两者分别对准所述积分球的出光口中心,从而使所述积分球的辐射源出射面充满所述彩色面阵CCD相机的整个视场; 第二步:调节LED光源的电流大小,并设置光谱辐亮度; 依次调节所述LED光源中的红色LED、蓝色LED、绿色LED的电流大小,并在调节过程中仅保持一种颜色的LED开启,其余LED处于关闭状态; 根据入射光在所需光谱波段处的光谱辐亮度确定光谱辐亮度的最小值、典型值和最大值,调节LED光源中一种颜色LED的电流使光谱辐亮度分别达到最小值、典型值和最大值,待LED光源稳定后,记录对应的LED光源中红色LED、蓝色LED、绿色LED的电流值; 将红色LED在光谱波段r处的光谱辐亮度的最小值、典型值和最大值分别记为; 将蓝色LED在光谱波段b处的光谱辐亮度的最小值、典型值和最大值分别记为; 将绿色LED在光谱波段g处的光谱辐亮度的最小值、典型值和最大值分别记为; 第三步:计算机控制测量; 步骤3.1:在计算机的控制下,开启所述彩色面阵CCD相机与标准辐亮度计,并设置所述彩色面阵CCD相机的积分时间t,使得相机对所有光谱辐亮度的最小值、典型值和最大值均在正常工作范围内,并预热至稳定状态; 步骤3.2:在计算机的控制下,调节LED光源中红色LED的电流大小,并在调节过程中仅保持红色LED开启,其余LED处于关闭状态;令红色LED为当前开启颜色的LED; 步骤3.3:待当前开启颜色LED处于稳定状态后,令所述积分球的辐射源出口辐亮度处于当前开启颜色LED的最小值; 步骤3.4:所述标准辐亮度计对所述积分球的辐射源连续采集M次数据,同时,所述彩色面阵CCD相机采集所述积分球的辐射源的N幅图像,再采集所述彩色面阵CCD相机的N幅本底图像,其中,N≥10; 步骤3.5:在计算机的控制下,令所述积分球的辐射源出口辐亮度依次处于当前开启颜色LED的典型值和最大值,并分别返回步骤3.4,从而得到当前开启颜色LED下的三种不同情况的数据; 步骤3.6:令蓝色LED和绿色LED依次为当前开启颜色的LED,并按照步骤3.3-步骤3.5的过程进行处理,从而得到九种不同情况的数据; 步骤3.7:计算机根据式1计算所述彩色面阵CCD相机的通道c在光谱波段k、积分时间t下的p行q列中心像元的响应均值: 1 式1中:n为所述彩色面阵CCD相机当前采集的次序;表示所述彩色面阵CCD相机的通道c在光谱波段k、积分时间t下第n次所采集的辐射源图像的第i行第j列像元的响应DN值;表示所述彩色面阵CCD相机的通道c在光谱波段k、积分时间t下第n次所采集的本底图像的第i行第j列像元的本底DN值; 步骤3.8:计算机根据式2计算积分球对应被测光谱波段k的带内平均辐亮度值: 2 式2中:、、分别表示所述彩色面阵CCD相机通道R、B、G所接受的积分球对应被测光谱波段k的带内平均辐亮度,并有: 3 式3中:、分别表示被测光谱波段k的上限波长和下限波长;m为所述标准辐亮度计当前采集的次序;表示所述标准辐亮度计第m次所采集的积分球辐射源的光谱辐亮度,且是关于波长的函数,表示所述彩色面阵CCD相机通道c的相对光谱响应函数,表示所述彩色面阵CCD相机通道c所接收到的积分球对应被测光谱波段k的带内平均辐亮度; 步骤3.9:所述计算机根据当前开启颜色的LED,依次对当前开启颜色的LED下的光谱辐亮度最小值、典型值、最大值所对应的彩色面阵CCD相机的通道c在光谱波段k、积分时间t下的中心像元响应均值进行最小二乘法线性拟合,从而得到R、B、G通道在三种光谱波段r、b、g、积分时间t下的绝对辐射响应系数矩阵并输出,其中,表示通道c在光谱波段k、积分时间t下的绝对辐射响应系数,即拟合斜率; 步骤3.10:所述计算机利用式3建立所述基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机扣除本底后的R、B、G通道像元在积分时间T下的响应DN值分别与三种光谱波段r、b、g下带内平均辐亮度值之间的关系式: 4 式4中:下标R、B、G分别表示Bayer阵列的R、B、G通道;r、b、g分别表示r光谱谱段、b光谱谱段、g光谱谱段;、、分别表示所述基于Bayer阵列的彩色面阵CCD相机的R、B、G通道像元在积分时间T下的响应DN值;、、分别表示被测的r光谱波段、b光谱谱段、g光谱谱段的带内平均辐亮度值;、、分别表示在积分时间t下Bayer阵列的R通道对r光谱波段、b光谱谱段、g光谱谱段的绝对辐射响应系数,、、、分别表示在积分时间t下Bayer阵列的B通道对r光谱波段、b光谱谱段、g光谱谱段的绝对辐射响应系数,、、分别表示在积分时间t下Bayer阵列的G通道对r光谱波段、b光谱谱段、g光谱谱段的绝对辐射响应系数。
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