试析半透半反式多光谱成像装置的研究

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1、江西农业大学硕士学位论文半透半反式多光谱成像装置的研究姓名：康念铅申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：刘木华201012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

2、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。关键词：多光谱、成像、无损检测、机器视觉。AbstractMulti-spectralimaginginmodemnondestructivetestingtechnologyisofgreatsignificance，maytotheobjectappearancequalityandinternalco

3、mponentsofmeasuringandanalyzingandprocessingofagriculturalproducts，hasbeenusedinavarietyofthelookandfeeloftheinternalqumitydetectionin．Takingasemipermeablehalftransmulti-spectralimagingdevicefortheobjectofstudy,basedongeometricopticalimagingtheoryresearch,analyzesasemipermeabl

4、ehalftrailsmulti—spectrumindesigningtheexistingproblems，andeachopticalcomponentssuchaslensface，lensapertureinthedesignsuchaslightaspoor,distortionanddispersion，etc．ByZEMAXopticaldesignsoftware，throughsothvarecalculationandoptimizationmethod，designedasdifferenceissmall，distorti

5、on，dispersionlowmulti—spectralimagingsystem．PaperapplicationsoftwareMATLABexperimentsofimageacquisitionareanalyzed，throughthedesignofimagingspectraldeviceandCCDsensortookseveralgroupsoffruit，useofMATLABsoftwarephotosofimageprocessingtoolbox，analyzesthedifferentspectrumsofimage

6、，throughRYGBfour-colorimagecontrastanalysis，betterableregionKeywords：multi-spectrum，imaging，nondestructivetesting，machinevision．II第一章绪论1．1成像光谱仪器的概述成像光谱仪器就是在特定光谱区域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像。是一种“谱像合一”的仪器，它利用光谱仪和摄像光学仪有机地结合在一起，光谱仪获得连续光谱信息，摄像光谱仪获得物质的影像信息。在20世纪50年代前光谱仪和摄像光学仪基本上是独立发展的，有几百年

7、的发展历史，由于不断地融入新的科技成果，两类仪器在设计和制作方面都达到了很高的水平【1捌。70年代末80年代初，在研究归纳各种地物光谱特征的基础上，形成这样一个概念：如果能实现连续的窄波段成像，那么就有可能实现地面矿物的直接识别，由此产生了光谱和图像结合为一体的成像光谱技术。1983年美国喷气推进实验室研制出第一台航空成像光谱仪(AIS．1)，随后许多国家都研制成功了一系列成像光谱仪，成像光谱仪的微小型化趋势是从20世纪90年代初期开始，成像光谱仪器才逐渐摆脱了实验室的局性限。这主要得益于低损耗光纤的大批量生产，低噪声高灵敏CCD阵列接收器，高效低

8、廉的光学元件出现，MEMS及二元光学等微制造技术的发展，个人计算机的发展和其他相关技术的发展，使得光谱技术的应用延伸到实验