1.基于液晶可调谐滤波器的近红外高光谱成像方法,其特征在于,包括以下步骤:获得目标场景下的目标可见光图像;
通过预先训练的网络模型,得到与所述目标可见光图像对应的多张近红外高光谱目标图像,多张所述近红外高光谱目标图像均在指定波段内;
其中,所述网络模型通过以下方式建立:
获得测试场景的可见光图像,并通过预置的目标滤波器获得在不同电压下的测试场景下的多张近红外光谱图像,多张所述近红外光谱图像的光谱范围均在指定波段内;
根据每张所述近红外光谱图像,获得每张所述近红外光谱图像对应的高光谱图像;
根据所述可见光图像和对应的多张所述高光谱图像,分别建立初始样本和基于深度学习的初始模型;
通过初始样本对初始模型进行训练,得到满足预置的训练结束条件的所述网络模型;
其中,所述网络模型是基于以下方式训练得到的:
将所述初始样本中的所述可见光图像输入所述初始模型,得到多张近红外高光谱预测图像;
根据各张所述高光谱图像和各张所述近红外高光谱预测图像,确定所述初始模型的损失值;
若所述损失值满足所述训练结束条件,将满足所述训练结束条件的初始模型确定为所述网络模型,若所述损失值不满足所述训练结束条件,调整所述初始模型的模型参数,并基于调整后的模型参数重新训练所述初始模型,直到所述损失值满足所述训练结束条件;
其中,所述通过预置的目标滤波器获得在不同电压下的预置场景下的多张近红外光谱图像,包括:计算得到在所述指定波段内的每个波段点对应的实际参数,所述实际参数包括所述目标滤波器的液晶层厚度和光谱响应曲线;
基于预置的反向设计网络,通过所述指定波段内预置的测试光谱曲线获得预测参数,所述预测参数包括所述目标滤波器的液晶层厚度和光谱响应曲线;
基于预置的正向建模网络,通过预置的测试参数获得在所述指定波段内的预测光谱曲线,所述测试参数包括所述目标滤波器的液晶层厚度和光谱响应曲线;
将所述反向设计网络与所述正向建模网络连接,根据所述测试光谱曲线、所述实际参数、所述预测参数、所述测试参数和所述预测光谱曲线,获得目标制备参数;
通过所述目标制备参数获得与所述目标制备参数对应的目标滤波器;
通过向所述目标滤波器施加不同的电压,获得在不同的电压下的预置场景下的多张所述近红外光谱图像;
其中,所述将所述反向设计网络与所述正向建模网络连接,根据所述测试光谱曲线、所述实际参数、所述预测参数、所述测试参数和所述预测光谱曲线,获得目标制备参数,包括:通过训练得到训练合格的所述正向建模网络,将所述训练合格的正向建模网络连接所述反向设计网络;
将所述预测光谱曲线输入所述反向设计网络,得到制备样本参数;
通过所述制备样本参数和所述测试参数,确定所述反向设计网络的第一误差值;
若所述第一误差值满足预设的第一合格条件,将满足所述第一合格条件的制备样本参数确定为所述目标制备参数,若所述第一误差值不满足所述第一合格条件,调整所述反向设计网络的网络参数,并基于调整后的网络参数重新训练所述反向设计网络,直到所述第一误差值满足所述第一合格条件;
其中,目标滤波器的制备通过以下方式实现:滤波器主要由偏振片、液晶盒、波片构成;
液晶盒制作的基本过程是:
A、清洗镀有ITO透明电极的玻璃基片;
B、定向层制作:在镀有ITO 的一面,使用电动甩膜机,采用“spin‑coating法”甩上一层均匀的聚酰亚胺定向层,在180℃下加热两个小时使定向层固化;
C、取向:使用绒布,对固化后的定向层进行摩擦定向,绒布对定向层的相对转动的方向决定了定向层的取向方向;
D、制盒:两片玻璃ITO面相对,中间垫上所需厚度的隔离物Spacer,将两玻璃使用紫外曝光胶进行固定后,向玻璃夹层加入液品,由于毛细作用,液晶将逐渐渗入玻璃夹层,如果提高温度,渗入速度将加快;如果液品渗入后产生气泡,可以使用对液品加温后逐渐降低至室温的方法去除气泡;静置一段时间使液晶在液晶盒中分布均匀后,使用紫外曝光胶封装;
E、黏贴电极:使用银胶将导线黏贴在ITO玻璃上,加热使银胶固化,再使用紫外曝光胶将银胶和导线与ITO玻璃封在一起;
将制作好的液晶盒与波片使用折射率匹配硅油连接,用紫外曝光胶封装在一起,再沿
45°方向贴上偏振片,以完成目标滤波器的制备。
2.根据权利要求1所述的基于液晶可调谐滤波器的近红外高光谱成像方法,所述训练合格的正向建模网络是通过以下方式训练得到的:通过所述测试参数对应的所述预测光谱曲线和所述测试参数对应的真实光谱曲线,确定所述正向建模网络的第二误差值;
若所述第二误差值满足预设的第二合格条件,将满足所述第二合格条件的正向建模网络确定为所述训练合格的正向建模网络,若所述第二误差值不满足所述第二合格条件,调整所述正向建模网络的网络参数,并基于调整后的网络参数重新训练所述反向设计网络,直到所述第二误差值满足所述第二合格条件。
3.根据权利要求1所述的基于液晶可调谐滤波器的近红外高光谱成像方法,其特征在于,所述根据每张所述近红外光谱图像,获得每张所述近红外光谱图像对应的高光谱图像,包括:对所述近红外光谱图像进行图像增强处理,得到图像增强后的多张所述近红外光谱图像;
将图像增强后的多张所述近红外光谱图像裁剪为统一大小;
根据统一大小的多张所述近红外光谱图像,得到每张所述近红外光谱图像对应的高光谱图像。
4.基于液晶可调谐滤波器的近红外高光谱成像系统,其特征在于,包括:获取模块,用于获得目标场景下的目标可见光图像;
高光谱图像模块,用于通过预先训练的网络模型,得到与所述目标可见光图像对应的多张近红外高光谱目标图像,多张所述近红外高光谱目标图像均在指定波段内;
所述高光谱图像模块包括:
图像子模块,用于获得测试场景的可见光图像,并通过预置的目标滤波器获得在不同电压下的测试场景下的多张近红外光谱图像,多张所述近红外光谱图像的光谱范围均在指定波段内;
高光谱图像子模块,用于根据每张所述近红外光谱图像,获得每张所述近红外光谱图像对应的高光谱图像;
建立子模块,用于根据所述可见光图像和对应的多张所述高光谱图像,分别建立初始样本和基于深度学习的初始模型;
训练子模块,用于通过初始样本对初始模型进行训练,得到满足预置的训练结束条件的所述网络模型;
所述训练子模块包括:
输入单元,用于将所述初始样本中的所述可见光图像输入所述初始模型,得到多张近红外高光谱预测图像;
损失值计算单元,用于根据各张所述高光谱图像和各张所述近红外高光谱预测图像,确定所述初始模型的损失值;
判断单元,用于若所述损失值满足所述训练结束条件,将满足所述训练结束条件的初始模型确定为所述网络模型,若所述损失值不满足所述训练结束条件,调整所述初始模型的模型参数,并基于调整后的模型参数重新训练所述初始模型,直到所述损失值满足所述训练结束条件;
所述图像子模块包括:
第一单元,用于计算得到在所述指定波段内的每个波段点对应的实际参数,所述实际参数包括所述目标滤波器的液晶层厚度和光谱响应曲线;
第二单元,用于基于预置的反向设计网络,通过所述指定波段内预置的测试光谱曲线获得预测参数,所述预测参数包括所述目标滤波器的液晶层厚度和光谱响应曲线;
第三单元,用于基于预置的正向建模网络,通过预置的测试参数获得在所述指定波段内的预测光谱曲线,所述测试参数包括所述目标滤波器的液晶层厚度和光谱响应曲线;
第四单元,用于将所述反向设计网络与所述正向建模网络连接,根据所述测试光谱曲线、所述实际参数、所述预测参数、所述测试参数和所述预测光谱曲线,获得目标制备参数;
第五单元,用于通过所述目标制备参数获得与所述目标制备参数对应的目标滤波器;
第六单元,用于通过向所述目标滤波器施加不同的电压,获得在不同的电压下的预置场景下的多张所述近红外光谱图像;
所述第四单元包括:
第一子单元,用于通过训练得到训练合格的所述正向建模网络,将所述训练合格的正向建模网络连接所述反向设计网络;
第二子单元,用于将所述预测光谱曲线输入所述反向设计网络,得到制备样本参数;
第三子单元,用于通过所述制备样本参数和所述测试参数,确定所述反向设计网络的第一误差值;
第四子单元,用于若所述第一误差值满足预设的第一合格条件,将满足所述第一合格条件的制备样本参数确定为所述目标制备参数,若所述第一误差值不满足所述第一合格条件,调整所述反向设计网络的网络参数,并基于调整后的网络参数重新训练所述反向设计网络,直到所述第一误差值满足所述第一合格条件;
其中,目标滤波器的制备通过以下方式实现:滤波器主要由偏振片、液晶盒、波片构成;
液晶盒制作的基本过程是:
A、清洗镀有ITO透明电极的玻璃基片;
B、定向层制作:在镀有ITO 的一面,使用电动甩膜机,采用“spin‑coating法”甩上一层均匀的聚酰亚胺定向层,在180℃下加热两个小时使定向层固化;
C、取向:使用绒布,对固化后的定向层进行摩擦定向,绒布对定向层的相对转动的方向决定了定向层的取向方向;
D、制盒:两片玻璃ITO面相对,中间垫上所需厚度的隔离物Spacer,将两玻璃使用紫外曝光胶进行固定后,向玻璃夹层加入液品,由于毛细作用,液晶将逐渐渗入玻璃夹层,如果提高温度,渗入速度将加快;如果液品渗入后产生气泡,可以使用对液品加温后逐渐降低至室温的方法去除气泡;静置一段时间使液晶在液晶盒中分布均匀后,使用紫外曝光胶封装;
E、黏贴电极:使用银胶将导线黏贴在ITO玻璃上,加热使银胶固化,再使用紫外曝光胶将银胶和导线与ITO玻璃封在一起;
将制作好的液晶盒与波片使用折射率匹配硅油连接,用紫外曝光胶封装在一起,再沿
45°方向贴上偏振片,以完成目标滤波器的制备。
5.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现权利要求1‑3中任一项所述的方法。
6.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行权利要求1‑3中任一项所述的方法。