[发明专利]一种编码光谱成像系统的定标方法及编码模板

说明书

本发明涉及一种编码光谱成像系统，具体涉及一种编码光谱成像系统的定标方法及编码模板。通过在编码模板中增加带通条带，来定标非编码下的系统定标结果，并通过重构复原后的定标，标定编码下的系统定标结果，最后，将二者统一考虑，作为最后的编码光谱成像系统定标结果，该方法有效考虑了编码和非编码两种情况，以更合理的度量光学系统与编码之间的关系，提高编码型光谱系统定标的准确性。

技术领域

本发明涉及一种编码光谱成像系统，具体涉及一种编码光谱成像系统的定标方法及编码模板。

背景技术

定标作为光谱成像系统设计的关键环节，决定着光谱信息被应用的精度。其主要包括光谱定标与辐射定标，而辐射定标又分为相对辐射定标和绝对辐射定标。

通常，辐射定标利用积分球或太阳光反射信号进行，以实验室的辐射定标为例，其主要通过积分球、钨灯源在实验室内部对光谱成像系统进行成像实验，根据对积分球所测的辐射能量和对积分球观测的成像图像，得到光谱成像系统各通道的辐射定标系数。

光谱定标则是利用单色仪对光学系统进行成像试验，获取每个波长下的光谱图像，然后以像元整个光谱幅值变化曲线为基准，采用拟合或插值等方法确定中心波长位置，然后，提取光谱维半高宽，作为光谱分辨率。

不同于传统的光谱成像系统，编码光谱成像系统是一种新型的计算型光谱成像系统，其特点是通过编码模板的编码调制获取观测目标光信号的调制观测，并利用图谱重构算法对调制观测数据进行复原，得到目标光谱数据，其具有多通道采样与高通量优势。

对于编码光谱成像系统来说，由于编码模板的存在，使得其系统光路变得特殊，无论是辐射定标还是光谱定标，其获取的目标图像都是编码图像或者多谱段混合编码图像，这种编码图像叠加了编码模板自身的信息，没法直接用于系统定标。

发明内容

为了解决不能直接利用传统辐射或光谱定标方法对编码光谱成像系统定标的问题，本发明提出一种编码光谱成像系统的定标方法。

本发明的技术方案是提供一种编码光谱成像系统的定标方法，包括以下步骤：

步骤一：对应于探测器空间维，在编码模板相对两侧各增设一条带通条带；带通条设计为：带通条带的长对应于探测器空间维长度，带通条带的宽对应于探测器一个或多个像元宽度；

步骤二：辐射定标与光谱定标；

在进行(相对)辐射定标时，首先，利用积分球对成像系统进行成像观测，获得带通条带的成像观测F₁和编码区域的成像观测F₂，同时利用辐射度计采集积分球辐射强度G；

然后，对编码区域的成像观测信号F₂进行图谱重构，获得重构光谱数据F₂₂；

最后，利用带通条带的成像观测F₁和重构光谱数据F₂₂与辐射计采集的辐射数据G计算相对辐射定标系数k，具体计算满足如下关系式，

G＝k₁.*F₁

G＝k₂.*F₂₂

k＝0.5.*k₁+0.5.*k₂

其中k₁为带通条带相对定标系数，k₂为编码条带相对定标系数，.*表示点乘。

在进行光谱定标时，首先，利用单色仪对成像系统进行成像观测，获得每个波长下的带通条带的成像观测{F₁}和每个波长下的编码区域的成像观测{F₂}；