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一種基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，包括稀疏孔徑單元、自由空間準(zhǔn)直單元、光束反射單元、束斑合成單元、映射透鏡、隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元、光擴(kuò)束準(zhǔn)直單元、光譜分光單元、會(huì)聚收光單元、陣列光探測(cè)器和壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊；各光路上的光信號(hào)分別投射到束斑合成透鏡上，將稀疏孔徑直接成像映射到隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元，對(duì)稀疏孔徑成像光場(chǎng)做隨機(jī)調(diào)制，將調(diào)制后的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)入射到光譜分光單元，產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)；線陣光探測(cè)器采集不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，形成不同波長(zhǎng)的測(cè)量序列；隨機(jī)光學(xué)調(diào)制矩陣與多個(gè)同步周期內(nèi)測(cè)量得到的不同波長(zhǎng)的測(cè)量序列傳輸?shù)綁嚎s計(jì)算關(guān)聯(lián)算法模塊，重構(gòu)不同波長(zhǎng)的圖像，得到實(shí)時(shí)高分辨率高光譜圖像。
【專利說明】一種基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稀疏孔徑光譜成像領(lǐng)域，特別涉及一種基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要，近年來空間(對(duì)地)光學(xué)遙感技術(shù)取得迅猛地發(fā)展，各種各樣的光學(xué)遙感器應(yīng)運(yùn)而生，并且技術(shù)性能也得到飛快的提高和完善。成像光譜儀的發(fā)展就是其中明顯的例子之一。
[0003]“空間分辨率法”是現(xiàn)有技術(shù)中用于識(shí)別物質(zhì)的常用方法，該方法利用物質(zhì)的形態(tài)特征來區(qū)分不同的物質(zhì)。該方法在過去、現(xiàn)在和將來都將是識(shí)別物質(zhì)的非常重要的手段，但它并不總是高效率的。例如，對(duì)海水中葉綠素濃度的測(cè)量若單靠形態(tài)學(xué)的特征，其測(cè)量精度往往是很低的。然而若利用物質(zhì)光譜特征法來解決便可得到人們極其滿意的結(jié)果。眾所周知，任何兩種不同的物質(zhì)決不會(huì)有完全相同的光譜特性曲線。反之，任何一種物質(zhì)也決不會(huì)有兩種不同的光譜特性曲線。也就是說物質(zhì)的光譜特性曲線是唯一的。于是，人們把光譜分辨率和空間分辨率結(jié)合起來，便具有了更高的探測(cè)和識(shí)別物質(zhì)的能力。因此，成像光譜設(shè)備的產(chǎn)生及其飛速發(fā)展是顯而易見的。
[0004]高光譜成像儀是成像光譜設(shè)備中的一種，最初的時(shí)候，高光譜成像儀主要用于地質(zhì)礦物識(shí)別填圖研究，之后逐漸擴(kuò)展為植被生態(tài)、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大氣的研究中。高光譜成像光譜儀在高光譜測(cè)量的基礎(chǔ)上，具有圖譜合一的優(yōu)勢(shì)，比如在農(nóng)業(yè)中，根據(jù)高分辨率的光譜圖像對(duì)葉片及葉片的局部區(qū)域進(jìn)行分析和機(jī)理探測(cè)研究，分析作物遭受脅迫的程度。如今高光譜成像儀已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
[0005]光譜成像儀的工作方式主要為推掃式，為了實(shí)現(xiàn)掃描過程，一般利用外接掃描平臺(tái)帶動(dòng)光譜儀運(yùn)行；由于掃描平臺(tái)比較笨重，且增加了耗電量，給野外工作帶來諸多不便，所以現(xiàn)在最新型的光譜成像儀取消了掃描平臺(tái)，改為內(nèi)置式掃描設(shè)計(jì)，減輕了整機(jī)重量和能耗，而且可以直接進(jìn)行垂直向下測(cè)量，更利于野外使用。
[0006]較新的高光譜成像光譜儀與傳統(tǒng)的光柵推掃型光譜成像儀相比，可以調(diào)諧濾波器，更易于安裝和攜帶，掃描速度快，波長(zhǎng)可自由選取等特點(diǎn)，但是仍然普遍存在光透過率低，光譜響應(yīng)范圍較窄的缺點(diǎn)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，高光譜成像已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于刑事偵查、天文地理、材料分析、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)、食品安全檢測(cè)、藥品檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)、染料技術(shù)、軍事應(yīng)用中。而在天文觀測(cè)中，走在世界前列的中國(guó)科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所長(zhǎng)期致力于天文光譜和高分辨成像技術(shù)的研究，也在其基礎(chǔ)上開展了光學(xué)綜合口徑技術(shù)的研究。而在這些現(xiàn)有高光譜成像系統(tǒng)中始終需要用到光柵推掃或者調(diào)諧濾波器，帶來機(jī)械不穩(wěn)定性和透光率低、光譜范圍窄的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的高光譜成像光譜儀所具有的光透過率低，光譜響應(yīng)范圍較窄等缺陷，從而提供一種具有高空間分辨率的成像系統(tǒng)與方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，包括稀疏孔徑單元、自由空間準(zhǔn)直單元、光束反射單元、束斑合成單元13、映射透鏡
14、隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單兀15、光擴(kuò)束準(zhǔn)直單兀16、光譜分光單兀17、會(huì)聚收光單兀18、陣列光探測(cè)器19和壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊20 ;其中，所述稀疏孔徑單元包括至少三個(gè)子望遠(yuǎn)鏡透鏡，所述自由空間準(zhǔn)直單元包括至少三個(gè)準(zhǔn)直透鏡，所述光束反射單元包括至少三個(gè)反射鏡組；
[0010]—子望遠(yuǎn)鏡透鏡、一準(zhǔn)直透鏡、一反射鏡組形成一條光路，各條光路上入射的光信號(hào)分別投射到所述束斑合成透鏡13上，該透鏡用于實(shí)現(xiàn)稀疏孔徑直接成像，然后通過所述映射透鏡14將所述稀疏孔徑直接成像映射到所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15，所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15根據(jù)隨機(jī)光學(xué)調(diào)制矩陣對(duì)稀疏孔徑成像光場(chǎng)做隨機(jī)調(diào)制，然后通過所述光擴(kuò)束準(zhǔn)直單元16將稀疏孔徑成像光場(chǎng)調(diào)制后的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)入射到所述光譜分光單元17 ;所述光譜分光單兀17通過光譜分光產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)；所述不同波長(zhǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)經(jīng)會(huì)聚收光透鏡單元18聚焦到線陣光探測(cè)器19，所述線陣光探測(cè)器19采集不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，形成不同波長(zhǎng)的測(cè)量序列；所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15和所述線陣光探測(cè)器19之間同步；所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制矩陣與多個(gè)同步周期內(nèi)測(cè)量得到的不同波長(zhǎng)的測(cè)量序列傳輸?shù)剿鰤嚎s計(jì)算關(guān)聯(lián)算法模塊20，由該模塊通過壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)算法重構(gòu)不同波長(zhǎng)的圖像，最終得到實(shí)時(shí)高分辨率高光譜圖像。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述稀疏孔徑單元包括第一子望遠(yuǎn)鏡透鏡1、第二子望遠(yuǎn)鏡透鏡2和第三子望遠(yuǎn)鏡透鏡3 ;所述自由空間準(zhǔn)直單元包括第一準(zhǔn)直透鏡4、第二準(zhǔn)直透鏡5和第三準(zhǔn)直透鏡6 ;所述光束反射單元包括由第一反射鏡7、第二反射鏡8組成的第一反射鏡組，由第三反射鏡9、第四反射鏡10組成的第二反射鏡組，由第五反射鏡11、第六反射鏡12組成的第三反射鏡組；
[0012]所述第一子望遠(yuǎn)鏡透鏡1、第一準(zhǔn)直透鏡4、第一反射鏡組形成第一光路，所述第二子望遠(yuǎn)鏡透鏡2、第二準(zhǔn)直透鏡5、第二反射鏡組形成第二光路，所述第三子望遠(yuǎn)鏡透鏡
3、第三準(zhǔn)直透鏡6、第三反射鏡組形成第三光路。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述稀疏孔徑單元中的各個(gè)子望遠(yuǎn)鏡透鏡的空間組合方式包括:小孔徑望遠(yuǎn)鏡陣列或Golay-6或Golay-9或環(huán)形或環(huán)面或三壁。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述空間準(zhǔn)直單元中的各個(gè)準(zhǔn)直透鏡的空間組合方式包括:準(zhǔn)直透鏡陣列組或反射式準(zhǔn)直鏡。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15對(duì)成像光場(chǎng)的隨機(jī)調(diào)制采用包括振幅調(diào)制在內(nèi)的光強(qiáng)調(diào)制；該單元采用數(shù)字微鏡器件實(shí)現(xiàn)。
[0016]上述技術(shù)方案中，所述光譜分光單元17采用反射光柵或透射光柵或棱鏡實(shí)現(xiàn)；其中，所述反射光柵包括閃耀光柵和全息光柵。
[0017]上述技術(shù)方案中，所述線陣光探測(cè)器19具有多個(gè)通道，不同通道接收不同波長(zhǎng)的入射光，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)光信號(hào)的探測(cè)。
[0018]上述技術(shù)方案中，所述線陣光探測(cè)器19采用紫外、可見光、近紅外、紅外線陣光電探測(cè)器或線陣單光子探測(cè)器實(shí)現(xiàn)；其中線陣單光子探測(cè)器是紫外、可見光、近紅外、紅外雪崩二極管或固態(tài)光電倍增管或超導(dǎo)單光子探測(cè)器。
[0019]上述技術(shù)方案中，所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊20采用下列任意一種算法實(shí)現(xiàn)壓縮感知:貪心重建算法、匹配跟蹤算法MP、正交匹配跟蹤算法0ΜΡ、基跟蹤算法BP、LASSO、LARS,GPSR、貝葉斯估計(jì)算法、magi C、1ST、TV、StOMP、CoSaMP、LB1、SP、ll_ls、smp 算法、SpaRSA 算法、TwIST算法、10重建算法、I1重建算法、I2重建算法；稀疏基采用離散余弦變換基、小波基、傅里葉變換基、梯度基、gabor變換基中的任意一種。
[0020]本發(fā)明還提供了基于所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的高光譜成像方法，包括:
[0021]步驟I)、壓縮感知的稀疏孔徑成像調(diào)制的步驟；
[0022]稀疏孔徑入射的成像光信號(hào)通過系列光學(xué)變換后，傳輸?shù)剿鲭S機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15上，所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15通過加載測(cè)量矩陣A對(duì)其反射光進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；
[0023]步驟2)、壓縮采樣的步驟；
[0024]所述線陣光探測(cè)器19在隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元15每次翻轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)采樣不同波長(zhǎng)會(huì)聚后的光信號(hào)，并將采集的數(shù)值作為對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的測(cè)量值向量yu y2,..., yt(t
>D ；
[0025]步驟3)、信號(hào)重建的步驟；
[0026]所述測(cè)量矩陣A與線陣光探測(cè)器19的每個(gè)通道測(cè)量值向量yi (I < i < t) —起作為所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊20的輸入，所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊20選取合適的稀疏基使得稀疏孔徑成像χ能由最少量的系數(shù)表示，通過壓縮感知算法進(jìn)行數(shù)據(jù)演算，重建出對(duì)應(yīng)該通道波長(zhǎng)的二維圖像，t個(gè)通道的值分別進(jìn)行計(jì)算，將得到對(duì)應(yīng)t個(gè)波長(zhǎng)的二維圖像，將多波長(zhǎng)各自的光強(qiáng)分布整合到一起，最終實(shí)現(xiàn)基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像。
[0027]上述技術(shù)方案中，還包括根據(jù)所述高光譜成像繪制出光強(qiáng)與波長(zhǎng)的光譜曲線的步驟。
[0028]上述技術(shù)方案中，所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊20中所采用的壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)算法的核心為壓縮感知最優(yōu)化算法，在目標(biāo)函數(shù)上結(jié)合了關(guān)聯(lián)成像的成像約束條件，將壓縮感知最優(yōu)化算法的關(guān)鍵目標(biāo)函數(shù)修改為:
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，包括稀疏孔徑單元、自由空間準(zhǔn)直單元、光束反射單元、束斑合成單元(13)、映射透鏡(14)、隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)、光擴(kuò)束準(zhǔn)直單元(16)、光譜分光單元(17)、會(huì)聚收光單元(18)、陣列光探測(cè)器 (19)和壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊(20);其中，所述稀疏孔徑單元包括至少三個(gè)子望遠(yuǎn)鏡透鏡，所述自由空間準(zhǔn)直單元包括至少三個(gè)準(zhǔn)直透鏡，所述光束反射單元包括至少三個(gè)反射鏡組； 一子望遠(yuǎn)鏡透鏡、一準(zhǔn)直透鏡、一反射鏡組形成一條光路，各條光路上入射的光信號(hào)分別投射到所述束斑合成透鏡(13)上，該透鏡用于實(shí)現(xiàn)稀疏孔徑直接成像，然后通過所述映射透鏡(14)將所述稀疏孔徑直接成像映射到所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)，所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)根據(jù)隨機(jī)光學(xué)調(diào)制矩陣對(duì)稀疏孔徑成像光場(chǎng)做隨機(jī)調(diào)制，然后通過所述光擴(kuò)束準(zhǔn)直單元(16)將稀疏孔徑成像光場(chǎng)調(diào)制后的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)入射到所述光譜分光單元(17);所述光譜分光單元(17)通過光譜分光產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)；所述不同波長(zhǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)經(jīng)會(huì)聚收光透鏡單元(18)聚焦到線陣光探測(cè)器(19)，所述線陣光探測(cè)器(19)采集不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，形成不同波長(zhǎng)的測(cè)量序列；所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)和所述線陣光探測(cè)器(19)之間同步；所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制矩陣與多個(gè)同步周期內(nèi)測(cè)量得到的不同波長(zhǎng)的測(cè)量序列傳輸?shù)剿鰤嚎s計(jì)算關(guān)聯(lián)算法模塊(20)，由該模塊通過壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)算法重構(gòu)不同波長(zhǎng)的圖像，最終得到實(shí)時(shí)高分辨率高光譜圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述稀疏孔徑單元包括第一子望遠(yuǎn)鏡透鏡(I)、第二子望遠(yuǎn)鏡透鏡(2)和第三子望遠(yuǎn)鏡透鏡(3);所述自由空間準(zhǔn)直單元包括第一準(zhǔn)直透鏡(4)、第二準(zhǔn)直透鏡(5)和第三準(zhǔn)直透鏡(6);所述光束反射單元包括由第一反射鏡(7)、第二反射鏡(8)組成的第一反射鏡組，由第三反射鏡(9)、第四反射鏡(10)組成的第二反射鏡組，由第五反射鏡(11)、第六反射鏡(12)組成的第三反射鏡組； 所述第一子望遠(yuǎn)鏡透鏡(I)、第一準(zhǔn)直透鏡(4)、第一反射鏡組形成第一光路，所述第二子望遠(yuǎn)鏡透鏡(2)、第二準(zhǔn)直透鏡(5)、第二反射鏡組形成第二光路，所述第三子望遠(yuǎn)鏡透鏡(3)、第三準(zhǔn)直透鏡(6)、第三反射鏡組形成第三光路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述稀疏孔徑單元中的各個(gè)子望遠(yuǎn)鏡透鏡的空間組合方式包括:小孔徑望遠(yuǎn)鏡陣列或Golay-6或Golay-9或環(huán)形或環(huán)面或三壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述空間準(zhǔn)直單元中的各個(gè)準(zhǔn)直透鏡的空間組合方式包括:準(zhǔn)直透鏡陣列組或反射式準(zhǔn)直鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)對(duì)成像光場(chǎng)的隨機(jī)調(diào)制采用包括振幅調(diào)制在內(nèi)的光強(qiáng)調(diào)制；該單元采用數(shù)字微鏡器件實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜分光單元(17)采用反射光柵或透射光柵或棱鏡實(shí)現(xiàn)；其中，所述反射光柵包括閃耀光柵和全息光柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述線陣光探測(cè)器(19)具有多個(gè)通道，不同通道接收不同波長(zhǎng)的入射光，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)光信號(hào)的探測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述線陣光探測(cè)器(19)采用紫外、可見光、近紅外、紅外線陣光電探測(cè)器或線陣單光子探測(cè)器實(shí)現(xiàn)；其中線陣單光子探測(cè)器是紫外、可見光、近紅外、紅外雪崩二極管或固態(tài)光電倍增管或超導(dǎo)單光子探測(cè)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊(20)采用下列任意一種算法實(shí)現(xiàn)壓縮感知:貪心重建算法、匹配跟蹤算法MP、正交匹配跟蹤算法OMP、基跟蹤算法BP、LASSO、LARS、GPSR、貝葉斯估計(jì)算法、magic、1ST、TV、StOMP、CoSaMP, LB1、SP、ll_ls、smp 算法、SpaRSA 算法、TwIST 算法、10重建算法、I1重建算法、I2重建算法；稀疏基采用離散余弦變換基、小波基、傅里葉變換基、梯度基、gabor變換基中的任意一種。
10.基于權(quán)利要求1-9之一所述的基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的高光譜成像方法，包括: 步驟I)、壓縮感知的稀疏孔徑成像調(diào)制的步驟； 稀疏孔徑入射的成像光信號(hào)通過系列光學(xué)變換后，傳輸?shù)剿鲭S機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)上，所述隨機(jī)光學(xué)調(diào)制單元(15)通過加載測(cè)量矩陣A對(duì)其反射光進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制； 步驟2)、壓縮采樣的步驟； 所述線陣光探測(cè)器(19)在隨機(jī)光 學(xué)調(diào)制單元(15)每次翻轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)采樣不同波長(zhǎng)會(huì)聚后的光信號(hào)，并將采集的數(shù)值作為對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的測(cè)量值向量yu y2,..., yt(t>D ; 步驟3)、信號(hào)重建的步驟； 所述測(cè)量矩陣A與線陣光探測(cè)器(19)的每個(gè)通道測(cè)量值向量yi(l <i<t) 一起作為所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊(20)的輸入，所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊(20)選取合適的稀疏基使得稀疏孔徑成像χ能由最少量的系數(shù)表示，通過壓縮感知算法進(jìn)行數(shù)據(jù)演算，重建出對(duì)應(yīng)該通道波長(zhǎng)的二維圖像，t個(gè)通道的值分別進(jìn)行計(jì)算，將得到對(duì)應(yīng)t個(gè)波長(zhǎng)的二維圖像，將多波長(zhǎng)各自的光強(qiáng)分布整合到一起，最終實(shí)現(xiàn)基于稀疏孔徑壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)的高光譜成像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高光譜成像方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述高光譜成像繪制出光強(qiáng)與波長(zhǎng)的光譜曲線的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的高光譜成像方法，其特征在于，所述壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)模塊(20)中所采用的壓縮計(jì)算關(guān)聯(lián)算法的核心為壓縮感知最優(yōu)化算法，在目標(biāo)函數(shù)上結(jié)合了關(guān)聯(lián)成像的成像約束條件，將壓縮感知最優(yōu)化算法的關(guān)鍵目標(biāo)函數(shù)修改為: 其中A為空間光調(diào)制器的測(cè)量矩陣，Ψ為nXn稀疏基，一般Ψ為正交矩陣，χ,=屯_4，χ為原始物體圖像矩陣經(jīng)拉伸后的列向量，τ和ζ都為常系數(shù)，I I.I |ρ代表1p范數(shù)，〈.>表示加和平均，a,為空間光調(diào)制器上第i (I < i < m)次調(diào)制時(shí)加載的pXq矩陣，共計(jì)調(diào)制m次，a/為％經(jīng)拉伸后的列向量，A實(shí)際為m個(gè)(a/ )T組成的mXn矩陣，ATySmXl列向量。
【文檔編號(hào)】G01J3/433GK103471718SQ201310418902
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】孫志斌, 俞文凱, 葉蔚然, 姚旭日, 翟光杰, 蔣遠(yuǎn)大, 楊震, 孟新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心