[发明专利]一种基于压缩感知的频域谱成像装置及方法

权利要求书

1.一种基于压缩感知的频域谱成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：压缩感知矩阵模块根据图像采样单元产生图像感知矩阵，并将其传输至图像采样模块，所述图像采样模块按照图像感知矩阵对被测目标进行图像采样，得到M_i个采样像素点；其中，所述图像感知矩阵的行数对应图像采样个数M_i；

S02：压缩感知矩阵模块根据光谱采样单元产生光谱感知矩阵，并将其传输至光谱采样模块，所述光谱采样模块按照光谱感知矩阵对各个采样像素点分别进行光谱采样，得到各个采样像素点的光谱采样数据S_p；其中，所述光谱感知矩阵的行数对应每个采样像素点进行光谱采样时的光谱采样个数M_s；

S03：基于各个采样像素点的光谱采样数据S_p进行光谱数据重建，得到对应采样像素点的光谱曲线S_p,r；

S04：确定重建图像的光谱分辨率b_m，并在各个采样像素点的光谱曲线中确定光谱分辨率b_m下的光谱数据S_p,r(b_m)，基于光谱数据S_p,r(b_m)进行重建，得到光谱图像I(S(b_m))。

2.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的频域谱成像方法，其特征在于，所述步骤S01包括如下步骤：

S011：根据图像采样模块中图像采样单元设定图像分辨率r_i和图像采样个数M_i；

S012：根据步骤S011所确定的M_i，压缩感知矩阵模块产生图像感知矩阵φ_i，并将其传输至图像采样模块，图像采样模块按照图像感知矩阵对被测目标进行图像采样，得到M_i个采样像素点。

3.根据权利要求2所述的一种基于压缩感知的频域谱成像方法，其特征在于，所述图像分辨率r_i＝D/1.22fλ，图像采样个数M_i＝const1×(n/ln(n))，其中，n＝H×W，H＝h/d，W＝w/d，h，w为被测目标的实际尺寸大小，d＝1.22fλ/D，f、D、λ分别为图像采样单元中的焦距、出射孔径直径和所测频段的平均波长，const1为图像采样参数；所述图像感知矩阵φ_i为M_i行H×W列的感知矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的频域谱成像方法，其特征在于，所述步骤S02中光谱采样模块按照光谱感知矩阵对各个采样像素点分别进行光谱采样的具体步骤包括：

S021：压缩感知矩阵模块根据光谱采样单元产生光谱感知矩阵φ₁，并将其传输至光谱采样模块，所述光谱采样模块按照光谱感知矩阵φ₁对第一个采样像素点进行光谱采样，得到第一个采样像素点的光谱采样数据S_p1；

S022：压缩感知矩阵模块根据光谱采样单元产生光谱感知矩阵φ₂，并将其传输至光谱采样模块，所述光谱采样模块按照光谱感知矩阵φ₂对第二个采样像素点进行光谱采样，得到第二个采样像素点的光谱采样数据S_p2；

S023：以此类推，直至压缩感知矩阵模块根据光谱采样单元产生光谱感知矩阵φ_i，并将其传输至光谱采样模块，所述光谱采样模块按照光谱感知矩阵φ_i对第M_i个采样像素点进行光谱采样，得到第M_i个采样像素点的光谱采样数据S_pi。