[发明专利]一种傅里叶变换红外成像光谱仪快速光谱定标校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外成像光谱仪，具体地指一种傅里叶变换红外成像光谱仪快速定标校正方法。 

背景技术

红外成像光谱仪具有可图谱分析、检测能力全面、灵敏度高等优点，因而在环境监测、公共安全、无损检测、目标辐射特性研究等领域有着重要应用，尤其是在气体分析和海上环境监测领域，具有非常重要的价值。目前，各种类型的红外成像光谱仪已经成为了环境监测、气体分析和目标辐射特性研究领域的标准工具，对国家海洋战略、环境保护战略的实施和社会经济的绿色发展均有着极为重要的意义。 

根据所采用的精细分光技术，红外成像光谱仪主要可以分为色散型和干涉型两大类。由于色散型成像光谱仪的光谱分辨率与入射狭缝的宽度成反比，因此，在获得更高光谱分辨率的同时要减小光通量，从而导致最终探测的灵敏度很低；而干涉型成像光谱仪测量时所有谱元均有贡献，因而在同等光谱分辨率条件下拥有更高的光通量。 

干涉型成像光谱仪基本都采用大面阵的探测器焦平面阵列，因此离轴位置的像素接收到的干涉光对应的光程差与在轴位置的像素接收到的干涉光对应的光程差会存在一定差异，这导致获得的一幅干涉图上每个像素实际对应的光程差不是一个相同值，而和离轴的距离相关，最终造成进行傅里叶变换得到的超光谱图像的离轴像素的谱线存在漂移。因此，需要对干涉图进行光谱定标校正。授权公告号为CN102538966A的中国发明专利申请《超光谱成像仪短波红外实验室光谱标定校正方法》公开了一种光谱定标校正的方法，通过谱线漂移校正模型对超光谱成像仪谱线的温漂进行校正，但是该方法并不适用于傅里叶变换红外成像光谱仪。同时，目前关于离轴像素光谱定标校正技术的研究也比较缺乏。因此，有必要提出一种基于大面阵红外探测器的傅里叶变换红外成像光谱仪的光谱定标校正方法。并且，由于大面阵成像光谱仪的像素量很大，因此亟需一种快速校正的方法。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种傅里叶变换红外成像光谱仪快速定标校正方法，能够对干涉图的每个像素的每个波段进行快速光谱标定校正，消除因离轴像素与在轴像素存在光程差差异导致最终超光谱图像的离轴像素存在谱线漂移的问题。 

为解决上述技术问题，本发明提供的一种傅里叶变换红外成像光谱仪快速定标校正方法，包括如下步骤： 

1）对光谱仪的红外探测器阵列每个像素位置的光谱漂移量进行精确估计，确定每个像素的每个波段的中心波数漂移量； 

2）根据步骤1）确定的每个像素的每个波段的中心波数漂移量，对每个像素的每个波段进行光谱校正。 

上述技术方案的所述步骤1）中，对光谱漂移量进行精确估计的操作为： 

1.1）模型估计：根据某像素相对于光轴的位置和光学系统的焦距计算出光谱漂移量理论值； 

1.2）参考光估计：引入参考单色光，根据参考单色光的光谱漂移量对步骤1.1）得到的光谱漂移量理论值进行修正。 

进一步地，所述步骤1.1）中，离轴像素测得的光谱中心波数为σ为： 

σ=σ01+r2/f2]]>

最终计算出ILS的质心漂移量为：