半透半反式多光谱成像装置的研究
|
摘要
多光谱成像在现代无损检测技术中有着重大的意义,可对物体的外观品质和内部成分等进行测量、分析和处理,已经用于多种农产品的外观和内部品质检测之中。
论文以半透半反式多光谱成像装置为研究的目标,通过对几何光学成像的理论研究,分析了半透半反式多光谱在设计上所存在的问题,以及各光学元件如透镜、面镜和光阑等在设计中的像差,畸变和色散等问题。采用ZEMAX光学设计软件,通过软件计算和优化方法,设计出了像差小,畸变小,色散低的多光谱成像系统。
论文应用MATLAB软件对实验中采集的图像进行了分析,通过设计的成像光谱装置及CCD传感器拍摄了几组水果照片,利用MATLAB软件的图像处理工具箱,分析了在不同光谱下的图像,通过RYGB四色图像的对比分析,能够较好地区分水果的外观品质。
Multi-spectral imaging in modem nondestructive testing technology is of great significance, may to the object appearance quality and internal components of measuring and analyzing and processing of agricultural products, has been used in a variety of the look and feel of the internal quality detection in.
Taking a semipermeable half trans multi-spectral imaging device for the object of study, based on geometric optical imaging theory research, analyzes a semipermeable half trans multi-spectrum in designing the existing problems, and each optical components such as lens face, lens aperture in the design such as light as poor, distortion and dispersion, etc. By ZEMAX optical design software, through software calculation and optimization method, designed as difference is small, distortion, dispersion low multi-spectral imaging system.
Paper application software MATLAB experiments of image acquisition are analyzed, through the design of imaging spectral device and CCD sensor took several groups of fruit, use of MATLAB software photos of image processing toolbox, analyzes the different spectrums of image, through RYGB four-color image contrast analysis, better able region fruit appearance quality.
论文以半透半反式多光谱成像装置为研究的目标,通过对几何光学成像的理论研究,分析了半透半反式多光谱在设计上所存在的问题,以及各光学元件如透镜、面镜和光阑等在设计中的像差,畸变和色散等问题。采用ZEMAX光学设计软件,通过软件计算和优化方法,设计出了像差小,畸变小,色散低的多光谱成像系统。
论文应用MATLAB软件对实验中采集的图像进行了分析,通过设计的成像光谱装置及CCD传感器拍摄了几组水果照片,利用MATLAB软件的图像处理工具箱,分析了在不同光谱下的图像,通过RYGB四色图像的对比分析,能够较好地区分水果的外观品质。
Multi-spectral imaging in modem nondestructive testing technology is of great significance, may to the object appearance quality and internal components of measuring and analyzing and processing of agricultural products, has been used in a variety of the look and feel of the internal quality detection in.
Taking a semipermeable half trans multi-spectral imaging device for the object of study, based on geometric optical imaging theory research, analyzes a semipermeable half trans multi-spectrum in designing the existing problems, and each optical components such as lens face, lens aperture in the design such as light as poor, distortion and dispersion, etc. By ZEMAX optical design software, through software calculation and optimization method, designed as difference is small, distortion, dispersion low multi-spectral imaging system.
Paper application software MATLAB experiments of image acquisition are analyzed, through the design of imaging spectral device and CCD sensor took several groups of fruit, use of MATLAB software photos of image processing toolbox, analyzes the different spectrums of image, through RYGB four-color image contrast analysis, better able region fruit appearance quality.
引文
[1]梁凤薇.多通道快速光谱测试系统及其应用《浙江大学硕士论文》-2005-01-01
[2]巫建刚.微型多通道快速光谱仪的设计及性能分析《浙江大学硕士论文》-2006-05-01
[3]鞠挥,吴一辉.微型光谱仪的发展现状[J].光学精密工程,2001,9(4)：372-376.
[4]郑玉权,禹秉熙.成像成像光谱仪分光技术概览[J].遥感学报,2002,6(1)：75-80.
[5]王庆有,孙学珠.CCD应用技术[M],天津大学出版社,1993.
[6]郁道银,谈恒英.工程光学[M].机械工业出版社,1999.
[7]鞠挥.用于生化分析的光谱仪微小型化的研究《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)博士论文》-2000-10-01.
[8]史俊锋,惠梅,等.成像光谱仪的微型化及其应用.光学技术,2003,29(1)13-16.
[9]朱辉.光电特性综合测试实验系统研究《浙江大学硕士论文》-2005-06-01
[10]彭小勋.超高速数字分幅相机中光学分幅系统的设计《电子科技大学硕士论文》-2008-01-01
[11]袁雷,刘辉,等.柑橘品质的近红外光谱无损检测[J].光谱实验室,2006,23(4)：820-822.
[12]路建华.微型光学镜头性能检测及优化设计研究《江苏大学硕士论文》-2009-04-01
[13]金新华.基于USB2.0接口的多功能光谱仪的研究《浙江大学硕士论文》-2006-02-01
[14]唐奕,陈海清,等.线阵CCD多通道成像光谱仪及其应用[J].华中科技大学学报,2002,30(10)：96-98.
[15]陈文萝.多道光谱检测中CCD响应曲线的校正[J].分析仪器,2004,(4)：34-36.
[16]吴国安.成像光谱仪器设计[M].科学出版社,1978.
[17]荆其诚,焦书兰.色度学[M].科学出版社,1979.
[18]M.C Hutley. Diffraction Grating. Academic Press Inc,1982.
[19]蔡文贵,李永远,许振华.CCD技术及其应用[M].电子工业出版社,1992.
[20]吴继宗,叶关荣.光辐射测量[M].机械工业出版社,1992.
[21]Ocean Optics Inc. Calibrating the Wavelength of the Spectrometer.
[22]李宏光,吴宝宁等.几种颜色测量方法的比较[J].应用光学,2005,26(3)：60-63.
[23]叶关荣,王克瑜.线阵CCD在多通道颜色测量中的应用研究[J].浙江大学学报,1998,32(2)：176-182.
[24]苗春安,马仁宏.成像光谱仪器的波长准确度及波长校准[J].仪器仪表学报,1997,12(6)：591-595.
[25]张均.激光深熔焊接光致等离子体温度分布的测量.《湖南大学硕士论文》-2007-11-27.
[26]李树荣,付敬业,蔡小舒,张玉荣.光纤成像光谱仪的波长标定[J].新技术新工艺,2002,10：14-15.
[27]翟自洋.半导体发光器件特性综合测试实验系统的研究.《浙江大学硕士论文》-2005-06-01
[28]靳丽红,陈小波,李明中,杨经国.以Hg光源为标准谱对可见至近红外区域光谱定标的研究[J].四川大学学报,1998,35(4)：546-550.
[29]周水琴.机器视觉系统的色度校正模型及其在西柚分级中的应用.《浙江大学硕士论文》-2004-03-01.
[30]姜晶,张国雄,叶关荣.多通道颜色测量系统多色分光仪[J].天津大学学报,1997,30(3)：347-352.
[31]叶昱程.基于多光谱图像的水果外观品质检测方法研究.《浙江大学硕士论文》-2005-03-01
[32]付峰.球体图像的灰度变换与颜色变换模型及其在柑桔图像校正中的应用研究.《浙江大学硕士论文》-2003-03-01
[2]巫建刚.微型多通道快速光谱仪的设计及性能分析《浙江大学硕士论文》-2006-05-01
[3]鞠挥,吴一辉.微型光谱仪的发展现状[J].光学精密工程,2001,9(4)：372-376.
[4]郑玉权,禹秉熙.成像成像光谱仪分光技术概览[J].遥感学报,2002,6(1)：75-80.
[5]王庆有,孙学珠.CCD应用技术[M],天津大学出版社,1993.
[6]郁道银,谈恒英.工程光学[M].机械工业出版社,1999.
[7]鞠挥.用于生化分析的光谱仪微小型化的研究《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)博士论文》-2000-10-01.
[8]史俊锋,惠梅,等.成像光谱仪的微型化及其应用.光学技术,2003,29(1)13-16.
[9]朱辉.光电特性综合测试实验系统研究《浙江大学硕士论文》-2005-06-01
[10]彭小勋.超高速数字分幅相机中光学分幅系统的设计《电子科技大学硕士论文》-2008-01-01
[11]袁雷,刘辉,等.柑橘品质的近红外光谱无损检测[J].光谱实验室,2006,23(4)：820-822.
[12]路建华.微型光学镜头性能检测及优化设计研究《江苏大学硕士论文》-2009-04-01
[13]金新华.基于USB2.0接口的多功能光谱仪的研究《浙江大学硕士论文》-2006-02-01
[14]唐奕,陈海清,等.线阵CCD多通道成像光谱仪及其应用[J].华中科技大学学报,2002,30(10)：96-98.
[15]陈文萝.多道光谱检测中CCD响应曲线的校正[J].分析仪器,2004,(4)：34-36.
[16]吴国安.成像光谱仪器设计[M].科学出版社,1978.
[17]荆其诚,焦书兰.色度学[M].科学出版社,1979.
[18]M.C Hutley. Diffraction Grating. Academic Press Inc,1982.
[19]蔡文贵,李永远,许振华.CCD技术及其应用[M].电子工业出版社,1992.
[20]吴继宗,叶关荣.光辐射测量[M].机械工业出版社,1992.
[21]Ocean Optics Inc. Calibrating the Wavelength of the Spectrometer.
[22]李宏光,吴宝宁等.几种颜色测量方法的比较[J].应用光学,2005,26(3)：60-63.
[23]叶关荣,王克瑜.线阵CCD在多通道颜色测量中的应用研究[J].浙江大学学报,1998,32(2)：176-182.
[24]苗春安,马仁宏.成像光谱仪器的波长准确度及波长校准[J].仪器仪表学报,1997,12(6)：591-595.
[25]张均.激光深熔焊接光致等离子体温度分布的测量.《湖南大学硕士论文》-2007-11-27.
[26]李树荣,付敬业,蔡小舒,张玉荣.光纤成像光谱仪的波长标定[J].新技术新工艺,2002,10：14-15.
[27]翟自洋.半导体发光器件特性综合测试实验系统的研究.《浙江大学硕士论文》-2005-06-01
[28]靳丽红,陈小波,李明中,杨经国.以Hg光源为标准谱对可见至近红外区域光谱定标的研究[J].四川大学学报,1998,35(4)：546-550.
[29]周水琴.机器视觉系统的色度校正模型及其在西柚分级中的应用.《浙江大学硕士论文》-2004-03-01.
[30]姜晶,张国雄,叶关荣.多通道颜色测量系统多色分光仪[J].天津大学学报,1997,30(3)：347-352.
[31]叶昱程.基于多光谱图像的水果外观品质检测方法研究.《浙江大学硕士论文》-2005-03-01
[32]付峰.球体图像的灰度变换与颜色变换模型及其在柑桔图像校正中的应用研究.《浙江大学硕士论文》-2003-03-01