Smile和keystone 是2種類型的光學(xué)像差，他們強(qiáng)烈的影響著推掃式高光譜相機(jī)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性结胀。smile是一種光譜畸變两残，主要是光譜
儀的特性把跨，而keystone是一種空間畸變人弓，主要是前方物鏡的特性。
Smile和keystone 是2種類型的光學(xué)像差，他們強(qiáng)烈的影響著推掃式高光譜相機(jī)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性健芭。smile是一種光譜畸變县钥，主要是光譜
儀的特性，而keystone是一種空間畸變慈迈，主要是前方物鏡的特性若贮。下面的圖1說明了這一點(diǎn):
圖1:推掃式高光譜傳感器上的Smile和keystone
來源:www.yokoya1985.sakura.ne.j
Smile如圖1所示，Smile可以看作是傳感器在整個(gè)視場(chǎng)(FOV)上的光譜位移痒留。如果用戶在其整個(gè)視場(chǎng)上對(duì)一個(gè)均勻的目標(biāo)成像，在視場(chǎng)
中央和邊緣位置測(cè)量的光譜會(huì)有偏移伸头。這在排序應(yīng)用中匾效，可能會(huì)產(chǎn)生很大的影響。例如恤磷，如果一個(gè)排序模型是由“圖像”中間的數(shù)據(jù)建立
的(例如:在傳送帶中間)面哼，則則在其他位置數(shù)據(jù)就沒必要工作(如:在傳送帶的邊緣部分)。
圖2顯示了smile像差對(duì)安裝在小像素相機(jī)探測(cè)器上的低性能光譜儀所獲取數(shù)據(jù)的影響扫步。我們可以看到大約2個(gè)像素的光譜偏移魔策，從圖像
中心到邊緣位置。
圖2:由于smile像差的光譜位移闯袒。每組顏色中，藍(lán)色仿粹、紅色和白色的的光譜上都非常是相似的
Specim為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)了specim FX相機(jī)，這需要穩(wěn)定性和模型可轉(zhuǎn)移性原茅。一種自動(dòng)圖像增強(qiáng)(AIE)算法實(shí)時(shí)修正了smile像差吭历。AIE校
正將一個(gè)像素smile像差降低到±15%以下(見圖3)。對(duì)所有specim FX相機(jī)都是這樣的擂橘，不論他們是什么型號(hào)(FX10, FX17晌区，和FX50)。
我們建議在使用FX10相機(jī)時(shí)光譜融合（binning）設(shè)置為x2通贞，這能減少一半的smile像差影響。
圖3:經(jīng)過AIE校正后的典型smile昌罩，這里是一個(gè)FX10樣本(包含1024個(gè)空間像素)
Keystone與smile類似哭懈，keystone可以看做是光譜的空間匹配錯(cuò)誤。它對(duì)光譜純度有著顯著的影響(傳感器僅能在不受周圍環(huán)境影響的
情況下測(cè)量物體或點(diǎn)的光譜)茎用。在實(shí)際應(yīng)用中遣总，具有高keystone像差的光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量光譜會(huì)到受環(huán)境影響睬罗。這對(duì)于排序應(yīng)用來說，構(gòu)建
穩(wěn)健的模型是很有挑戰(zhàn)性的旭斥。一個(gè)果殼的輪廓線不會(huì)像它在中心位置一樣被分類容达，即使它是均勻的。這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)污染的錯(cuò)誤標(biāo)注花盐。
在下圖4中，用安裝在小像素相機(jī)探測(cè)器上的低質(zhì)量光譜儀測(cè)量一張均勻的白紙菇爪。在它的一側(cè)算芯，可以看到一條約2像素寬的紅線，顯示
著keystone像差的存在娄帖。
圖4:keystone在鋒利的紙張邊緣上的效果
紅也祠、綠、藍(lán)通道分別分配到900近速、550诈嘿、450 nm削葱。為了限制FX相機(jī)的keystone像差影響奖亚，我們?cè)贏IE算法中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)校正。將所有FX
相機(jī)的keystone像差降到一個(gè)像素15%以下(見圖）
圖5:經(jīng)過AIE校正后的典型keysonte像差析砸，這里是一個(gè)FX10(包含448個(gè)光譜像素
結(jié)論
較大的smile像差和keystone變形嚴(yán)重影響了分類模型的穩(wěn)定性昔字、可移植性和效率。為了降低它們的影響首繁，smile像差和keystone變形的
水平應(yīng)該遠(yuǎn)低于探測(cè)器的像素大小作郭，而探測(cè)器像素大小是高光譜系統(tǒng)的基礎(chǔ)。Specim相機(jī)實(shí)時(shí)校正和限制了這些像差弦疮，不過這些影響
是看不見的。
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