基于LCTF的水下光谱成像系统研制

宋宏; 万启新; 吴超鹏; 申屠溢醇; 王文鑫; 杨萍; 贾文娟; 李红志; 黄慧; 王杭州; 詹舒越

doi:10.3788/IRLA202049.0203005

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基于LCTF的水下光谱成像系统研制

宋宏, 万启新, 吴超鹏, 申屠溢醇, 王文鑫, 杨萍, 贾文娟, 李红志, 黄慧, 王杭州, 詹舒越

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宋宏, 万启新, 吴超鹏, 申屠溢醇, 王文鑫, 杨萍, 贾文娟, 李红志, 黄慧, 王杭州, 詹舒越. 基于LCTF的水下光谱成像系统研制[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203005-0203005. doi: 10.3788/IRLA202049.0203005

引用本文:

Song Hong, Wan Qixin, Wu Chaopeng, Shentu Yichun, Wang Wenxin, Yang Ping, Jia Wenjuan, Li Hongzhi, Huang Hui, Wang Hangzhou, Zhan Shuyue. Development of an underwater spectral imaging system based on LCTF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(2): 0203005-0203005. doi: 10.3788/IRLA202049.0203005

Citation:

Song Hong, Wan Qixin, Wu Chaopeng, Shentu Yichun, Wang Wenxin, Yang Ping, Jia Wenjuan, Li Hongzhi, Huang Hui, Wang Hangzhou, Zhan Shuyue. Development of an underwater spectral imaging system based on LCTF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(2): 0203005-0203005. doi: 10.3788/IRLA202049.0203005

基于LCTF的水下光谱成像系统研制

doi: 10.3788/IRLA202049.0203005

1. 浙江大学海洋学院, 浙江舟山 316021;
2. 杭州电子科技大学数字媒体技术系, 浙江杭州 310018;
3. 国家海洋技术中心, 天津 300112

基金项目:

国家自然科学基金（61605038、31801619）；国家高技术研究发展计划（2014AA093400）

详细信息

作者简介:
宋宏(1981-),男,副教授,硕士生导师,博士,主要从事水下光学成像方面的研究。Email:hongsong@zju.edu.cn

中图分类号: P229

Development of an underwater spectral imaging system based on LCTF

1. Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China;
2. Department of Digital Media, Hangzhou University of Electronic Science and Technology, Hangzhou 310018, China;
3. National Ocean Technology Center, Tianjin 300112, China

摘要: 水下光谱成像技术在水下目标物识别、海洋生态监测等领域有着重要作用。基于实际工程使用环境设计了基于液晶可调谐滤光片（LCTF）的水下光谱成像系统。该系统通过采用LCTF作为滤光结构以获得水下目标物的光谱信息。水下光谱成像系统在宽光谱LED光源的照明下，进行水池实验获得了目标物在波长400~700 nm之间的31个通道光谱图像。对水下具有相似颜色的不同物体的光谱信息进行了讨论和分析，结果表明：该系统有助于水下目标物识别和分类。在海试中对珊瑚进行了原位观测，成功获取了珊瑚礁的水下光谱图像。该系统有望应用于海洋遥感、海洋生态环境监测等领域。
- 水下光谱成像仪 /
- 光谱图像 /
- LCTF /
- 颜色识别
Abstract: Underwater spectral imaging technology plays an important role in underwater object recognition and ocean ecological monitoring. An underwater spectral imaging system using liquid crystal tunable filter (LCTF) was designed based on the actual engineering environment. The system obtained spectral information by using LCTF as a filter structure. Under the illumination of a wide-spectrum LED, a pool experiment was performed to obtain 31 channel spectral images of the target between 400 and 700 nm. The spectral information of objects with similar colors under water was discussed and analyzed. The results show that the system is helpful for underwater target recognition and classification. In-situ observation of corals in the sea trial successfully obtained underwater spectral images of coral reefs. The system is expected to be applied to ocean remote sensing, ocean ecological environment monitoring and other fields.
- underwater spectral imager /
- spectral image /
- LCTF /
- color discrimination

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基于LCTF的水下光谱成像系统研制

doi: 10.3788/IRLA202049.0203005

1. 浙江大学海洋学院, 浙江舟山 316021;

2. 杭州电子科技大学数字媒体技术系, 浙江杭州 310018;

3. 国家海洋技术中心, 天津 300112

作者简介:
宋宏(1981-),男,副教授,硕士生导师,博士,主要从事水下光学成像方面的研究。Email:hongsong@zju.edu.cn

收稿日期: 2019-10-11
修回日期: 2019-11-21

基金项目:

国家自然科学基金（61605038、31801619）；国家高技术研究发展计划（2014AA093400）

中图分类号: P229

关键词:

摘要: 水下光谱成像技术在水下目标物识别、海洋生态监测等领域有着重要作用。基于实际工程使用环境设计了基于液晶可调谐滤光片（LCTF）的水下光谱成像系统。该系统通过采用LCTF作为滤光结构以获得水下目标物的光谱信息。水下光谱成像系统在宽光谱LED光源的照明下，进行水池实验获得了目标物在波长400~700 nm之间的31个通道光谱图像。对水下具有相似颜色的不同物体的光谱信息进行了讨论和分析，结果表明：该系统有助于水下目标物识别和分类。在海试中对珊瑚进行了原位观测，成功获取了珊瑚礁的水下光谱图像。该系统有望应用于海洋遥感、海洋生态环境监测等领域。

English Abstract

Development of an underwater spectral imaging system based on LCTF

1. Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China;

2. Department of Digital Media, Hangzhou University of Electronic Science and Technology, Hangzhou 310018, China;

3. National Ocean Technology Center, Tianjin 300112, China

Received Date: 2019-10-11
Rev Recd Date: 2019-11-21

Keywords:

Abstract: Underwater spectral imaging technology plays an important role in underwater object recognition and ocean ecological monitoring. An underwater spectral imaging system using liquid crystal tunable filter (LCTF) was designed based on the actual engineering environment. The system obtained spectral information by using LCTF as a filter structure. Under the illumination of a wide-spectrum LED, a pool experiment was performed to obtain 31 channel spectral images of the target between 400 and 700 nm. The spectral information of objects with similar colors under water was discussed and analyzed. The results show that the system is helpful for underwater target recognition and classification. In-situ observation of corals in the sea trial successfully obtained underwater spectral images of coral reefs. The system is expected to be applied to ocean remote sensing, ocean ecological environment monitoring and other fields.