基于阿米西棱鏡的高光譜成像系統(tǒng)研究.pdf

1、物體的顏色取決于物體表面對入射光的反射，即取決于物體本身對可見光范圍內(nèi)電磁波的反射率。大部分的成像設(shè)備采用RGB傳感器進(jìn)行圖像采集，RGB傳感器件中有感應(yīng)R、G、B三個顏色通道的像素單元。成像時，物體反射的光線在這三個通道上分別積分，最終得到每個像素的R、G、B顏色分量值，但這三個顏色分量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能精確描述被攝物體在各個光波長上的響應(yīng)，存在同色異譜的問題。光譜成像是從空間和光譜上同時獲取被測物體的信息，即結(jié)合了成像和光譜探測的功能，克服

2、了同色異譜的問題。
　　為了解決棱鏡分光式光譜成像系統(tǒng)中光通量不高，幾何畸變大等問題，本文提出了一種基于阿米西棱鏡的高光譜成像系統(tǒng)。與當(dāng)前主流光譜采集方法相比，本論文提出的方法光通量平均提升30％以上，并且具有更加緊湊的系統(tǒng)體積和較小的幾何畸變。從理論上分析了該系統(tǒng)的光譜分辨率、光通量、空間和時間分辨率等性能，并用實驗驗證了系統(tǒng)在光通量方面的提升。
　　針對人臉識別系統(tǒng)在獲取人臉圖像時可能存在的虛假人臉攻擊，本文利用上述提出

3、的基于阿米西棱鏡的高光譜成像系統(tǒng)，進(jìn)行多光譜人臉活體檢測。根據(jù)人臉皮膚在545nm~575nm波段內(nèi)特有的光譜反射率曲線，選擇合適的光譜組合，使得真、假人臉的表現(xiàn)差異最大。利用系統(tǒng)拍攝得到的光譜圖像，將虛假人臉和真實人臉區(qū)分開。
　　為了解決濾波式光譜成像系統(tǒng)不能拍攝光譜視頻信息的問題，本文搭建了一種基于四色相機(jī)和二向色鏡的多通道光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)目標(biāo)在八個波段上光譜圖像的實時捕獲。從理論上分析了該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了