多光谱成像系统的通道选择及总体软件设计

【摘要】：在传统相机和分光光度计各自优点的基础上,多光谱成像系统借助多光谱成像技术,经过科学的研究和设计,实现了在高空间分辨率的情况下图像光谱反射率的测量,并且保持了较高的光谱精度和测量结果重复性。 为了解决提高成像采集速度的保持反射率重建精度之间的矛盾,最优成像通道组合的选择对于多光谱成像系统在光谱测量领域的应用具备重要意义。在这种情况下,本文经过独立思考和大量研究,将光谱通道的最优选择问题转换成为二值优化问题,并且针对该二值优化问题提出了一种新的二进制差分进化算法。为了更好地适应通道选择问题,这种二进制差分进化算法重新定义了交换对表和自交叉表,有效解决了问题。最后,本文利用多光谱成像系统的虚拟数据和实际数据,对提出的算法进行了评估,证明了该算法比传统顺序选择算法拥有更好的性能。 与此同时,本文还针对工程应用问题,提出了多光谱成像系统总体软件设计的整体解决方案,其中包括总体设计、界面设计、操作流程以及数据存储,并将多光谱成像系统划分为多光谱成像模块、光谱数据处理模块和协助功能模块。其中,多光谱成像模块和光谱数据处理模块是系统的核心部分,本文对其设计原理和实现方法进行了重点阐述。多光谱数据的采集和处理被应用于纺织相关领域,在评估和处理色织、花边、印染面料样本等方面光谱反射率数据,发挥了重要作用。