[发明专利]一种光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法

说明书

本发明公开了一种光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法，包括：S1：提供单色均匀面光源，并使所述单色均匀面光源照射光场成像光谱仪；S2：获取光场成像光谱仪在各个滤光片在通光窗口的标定数据，并根据所述标定数据计算谱段响应矩阵；S3：确定辐射响应比例系数，并根据所述辐射响应比例系数和所述谱段响应矩阵得到实际混叠矩阵；S4：提取选定场景的光谱数据，并根据所述选定场景的光谱数据重构立方体。本发明具有如下优点：通过可以提高响应矩阵标定精度，并解解决辐射的不一致性，通过一次曝光可以获取目标完整数据立方体。

技术领域

本发明涉及光学成像技术，属于仪器测试校正技术领域，具体涉及一种光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法。

背景技术

成像光谱仪是作为遥感探测技术之一，可以获取景物或目标的光谱信息，在目标识别、特征提取和精确分类等领域具有广泛的应用价值，具有图谱合一的优势，被搭载在航空、航天器上对陆地、大气、海洋进行观测。光场成像光谱技术是一种快照型成像光谱技术，其一次曝光即获取目标完整数据立方体，在动态目标监测和追踪方面快照型成像光谱技术具有优势和广泛的应用前景。另一方面，成像光谱数据的辐射校正和高精度提取是光谱仪获取的遥感信息应用的前提和基础。

基于光场成像技术的光场成像光谱仪是通过在光场相机的前置成像系统(主镜)的瞳面处放置由线性渐变滤光片组成的滤光片阵列，实现快照式获取景物目标的三维图谱数据立方体信息，其主要由主镜、滤光片阵列、微透镜阵列和CCD阵列构成，如图1所示。对目标成像时，从目标发出的光线经主镜头和微透镜后投影到CCD阵列上形成宏像素，宏像素中的一个像元对应主镜头孔径的一个采样(子孔径)。滤波片阵列由具有不同波长范围的滤光片组成，滤波片占据不同子孔径位置。目标发出的光线经过不同的滤光片被滤波，再经过微透镜成像后被相应的像元接收。此时，每个微透镜对应一个空间目标，理想情况下，宏像素中的单个像元对应一个滤光片窗口，即对应目标单谱段信息。由于系统装配误差和光学衍射等，单个像元实际接收来自目标多个谱段的信息,直接提取单个像元不能代表某个谱段，此外由于滤光片特性不同通道之间入射辐射有差异，且不同微透镜下的响应具有不一致性。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法，可以提高响应矩阵标定精度，并解决辐射的不一致性。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法，包括以下步骤：S1：提供单色均匀面光源，并使所述单色均匀面光源照射光场成像光谱仪；S2：获取所述光场成像光谱仪在各个滤光片在通光窗口的标定数据，并根据所述标定数据计算谱段响应矩阵；S3：确定辐射响应比例系数，并根据所述辐射响应比例系数和所述谱段响应矩阵得到实际混叠矩阵；S4：提取选定场景的光谱数据，并根据所述选定场景的光谱数据重构立方体。

根据本发明实施例的光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法，给定标定装置，进而开展标定试验，通过获取光场成像光谱仪在各个滤光片在通光窗口的标定数据进行计算得到谱段响应矩阵，然后根据辐射响应比例系数，进而计算得到混叠响应矩阵，最后反演实际场景光谱数据并重构立方体，本发明实施例的光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法可以提高响应矩阵标定精度，并解决辐射的不一致性。

另外，根据本发明上述实施例的光场光谱成像光谱仪的标定数据处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：

在一些实施例中，步骤S1具体包括：提供单色可调谐激光器和积分球，并使所述单色可调谐激光器发出的光进入积分球后形成均匀分布的单色面光源，充满所述光场成像光谱仪的孔径。