基于光谱成像的设备以及成像方法与流程

本发明涉及光谱成像，更为具体地说，涉及基于光谱成像的设备以及成像方法，如应用于手机或者平板电脑，可以实现长焦微距拍摄，同时还可以根据光谱图像进行拍摄物体识别等多位一体功能。

背景技术：

1、光谱成像技术作为一门综合性的技术，包含光学，计算机和信息处理等多项技术，光谱成像在获取成像物体空间特征的同时，可同时获取每个像元的光谱信息。光谱图像包含丰富的信息，在农业、食品、生物医学、文物保护等领域有广泛的应用。

2、手机、平板电脑等移动电子设备都配有摄像功能，成像设备中除配有常规的主摄镜头以外，通常还会配有一个超广角镜头和长焦镜头，在一些设备中，有时还会配有微距镜头，出于成本考虑，很多手机会使用超广角镜头代替微距镜头实现微距的拍摄功能，但是由于超广角相机在作为微距相机使用过程中，镜头和拍摄物体之间的距离很短，通常会遮挡拍摄光线导致最终的成像画面上有阴影存在，为解决此问题，可以使用长焦微距镜头解决这个问题，可以将拍摄距离大大增大，同时也不会影响到最终的画面清晰度。

技术实现思路

1、本发明的一个主要优势在于提供一种基于光谱成像的设备以及成像方法，其中所述成像设备在完成长焦微距拍摄的同时，可同时获取拍摄场景的光谱信息，由图像的光谱信息可以实现物质种类探测、颜色分析、色彩保真再现等功能。

2、本发明的另一个优势在于提供一种基于光谱成像的设备以及成像方法，其中所述成像设备包括长焦微距镜头，长焦微距镜头对远距离的物体成像，可以获取拍摄物体的微观结构，实现图像的微距拍摄功能，由光谱图像，进行光谱恢复，得到每个拍摄场景微观图像像元的光谱曲线。

3、本发明的另一个优势在于提供一种基于光谱成像的设备以及成像方法，其中所述成像设备即可以利用丰富的光谱信息进行物质分析等操作，也可以利用图像的光谱曲线对图像进行真彩色颜色恢复，得到每个像素的rgb信息，进行正常的显示。

4、本发明的另一个优势在于提供一种基于光谱成像的设备以及成像方法，其中带有所述成像设备的设备具有光谱识别模式，当接收到进行微距拍摄目标时，开启光谱识别模式，且将光谱识别的焦点区域对准待拍摄目标，在用于预览界面可以实时显示当前被拍摄目标物区域的参数，可以让用户随时了解到该目标物的参数(至少包括目标物物质特性，及目标物所在范围)。

5、本发明的另一个优势在于提供一种基于光谱成像的设备以及成像方法，其中所述设备在微距拍摄时使用长焦微距，可有效减少阴影的产生，并可以更准确的获取微小物体的组成及范围。

6、依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一种基于光谱成像的设备，包括：光学镜头,撑机构；以及光学传感器，其中所述光学镜头被所述支撑机构支撑在所述光学传感器的感光路径，其中所述光学传感器包括光谱成像模组，经所述光谱成像模组获得每个像素的光谱信息，所述光学传感器对光谱成像后的原始信号进行处理，以得到对应于待拍摄场景的光谱图像信息和/或数字图像信息。

7、根据本技术的一实施例，所述光学镜头为长焦微距镜头，所述光学镜头被所述支撑机构驱动，以调整所述光学镜头的焦距。

8、根据本技术的一实施例，进一步包括光谱识别模块，其中所述光谱识别模块基于所述成像设备拍摄到的光谱图像信息识别出目标物，并确定目标物的位置信息。

9、根据本技术的一实施例，当所述成像设备拍摄目标物的距离超过设定距离时，所述光谱识别模块基于所述成像设备拍摄到的光谱图像信息识别所述待拍摄目标物的距离的焦点。

10、根据本技术的一实施例，当所述成像设备对所述目标物拍摄时，所述目标物的成像光线经所述光学传感器恢复得到对应于所述目标物的光谱信息，再由所述光谱识别模块基于所述光谱信息识别出图像信息中所述目标物对应的目标物参数信息。

11、根据本技术的一实施例，进一步包括光谱优化模块，其中所述光谱优化模块基于所述成像设备拍摄到的光谱信息，识别所述光谱图像中目标物所在环境的区域边界，并划分所述光谱图像为目标物区域和目标环境区域。

12、根据本技术的一实施例，所述光谱优化模块基于所述成像设备拍摄到的所述目标物的光谱曲线和所述目标物环境的光谱曲线，识别出所述光谱图像中所述目标物和所述目标环境的区域边界，并根据所述区域边界识别出所述目标物和目标环境。

13、根据本技术的一实施例，进一步包括光谱选择模块，基于所述成像设备拍摄的成像信息，其中所述光谱选择模块可选择至少部分的所述图像信息为光谱信息，另外部分的图像信息为对应显示的图像信息。

14、根据本技术的一实施例，当检测到有设定操作时，所述成像设备的所述光谱选择模块响应于用户的操作指令，将对应于所述选定位置的图像信息显示为光谱图像。

15、根据本技术的一实施例，所述光谱成像模组包括光学系统、滤光结构、图像传感器以及数据处理单元，其中所述滤光结构位于所述光学系统和所述图像传感器之间，并且所述图像传感器与所述数据处理单元相电气连接。

16、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种电子设备，其特征在于，包括：

17、如上任一所述的成像设备，其中所述成像设备被搭载于所述电子设备。

18、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种基于光谱成像的方法，其中所述光谱成像的方法包括如下步骤：

19、(a)拍摄一目标区域，以获取所述目标区域的成像光线；

20、(b)经由光学传感器获取所述成像光线对应的每个像素对应的光谱信息；以及

21、(c)响应于特定的操作指令，由所述光学传感器处理光谱成像后的原始信号，得到每个像元的光谱信息，并进行数字图像处理，以得到显示光谱图像和/或真彩色图像。

22、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种经由光谱识别模块根据所述成像设备拍摄到的光谱图像信息识别出目标物，并确定目标物的位置信息。

23、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种当所述成像设备拍摄目标物的距离超过设定距离时，所述光谱识别模块基于所述成像设备拍摄到的光谱图像信息识别所述待拍摄目标物的距离的焦点。

24、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种所述步骤(c)包括：响应于用户对于微距拍摄模式的选择开启光谱识别模式，通过调整光学镜头的焦距，使得光谱识别的焦点区域对准待拍摄目标，以获取拍摄物体的微观结构。

25、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种所述步骤(c)包括：根据所述成像设备拍摄到的光谱信息，识别所述光谱图像中目标物所在环境的区域边界，并划分所述光谱图像为目标物区域和目标环境区域。

26、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种基于所述成像设备拍摄到的所述目标物的光谱曲线和所述目标物环境的光谱曲线，识别出所述光谱图像中所述目标物和所述目标环境的区域边界，并根据所述区域边界识别出所述目标物和目标环境。

27、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种经由光谱选择模块可选择至少部分的所述图像信息为光谱信息，另外部分的图像信息为对应显示的图像信息。

28、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种所述步骤(c)包括：响应于用户对于选定位置的标记，所述光谱选择模块将对应于所述选定位置的图像信息显示为光谱图像，选定位置部分外的区域被显示为图像。

29、通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

30、本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。