[发明专利]一种基于压缩感知的凝视型光谱成像系统

权利要求书

1.一种基于压缩感知的凝视型光谱成像系统，其特征在于：包括沿光束方向依次设置的第一成像镜(1)、分光单元(2)、第一编码模板(3)、合光单元(4)、第二编码模板(5)、成像镜组(6)、单元探测器(7)及数据处理单元；

所述第一成像镜(1)用于将目标成像于一次像面位置；

所述分光单元(2)包括沿第一成像镜(1)出射光路方向依次设置的第一准直镜(21)、第一色散元件(22)、第二成像镜(23)；

所述第一编码模板(3)用于对第二成像镜(23)成像后的不同视场光谱图像信息进行光谱维编码；

所述合光单元(4)包括沿第一编码模板(3)出射光路方向依次设置的第二准直镜(41)、第二色散元件(42)、第三成像镜(43)；其中，第二色散元件(42)用于将第一色散元件(22)色散的光束进行合束；

所述第一色散元件(22)和第二色散元件(42)的结构相同，且沿第一编码模板(3)对称分布；

所述第二编码模板(5)用于对第三成像镜(43)成像后的空间图像信息进行空间微编码；

所述成像镜组(6)用于将编码后的图像压缩至单元探测器(7)焦平面上；

所述单元探测器(7)用于对编码压缩后的信息进行接收并采集；

所述数据处理单元用于对单元探测器(7)获取的信息进行反演，实现对目标的空间信息和光谱信息的复原，获取目标的三维数据立方体。

2.根据权利要求1所述基于压缩感知的凝视型光谱成像系统，其特征在于：所述成像镜组(6)包括沿光束方向依次设置的两个相互垂直的柱面镜，分别为第一柱面镜和第二柱面镜，第一柱面镜将编码后的图像压缩成一条线，第二柱面镜将线压缩成点信息；

或者成像镜组(6)包括一个或者多个透镜。

3.根据权利要求1所述基于压缩感知的凝视型光谱成像系统，其特征在于：所述第一色散元件(22)和第二色散元件(42)的口径相等、焦距相等。

4.根据权利要求1所述基于压缩感知的凝视型光谱成像系统，其特征在于：所述第一色散元件(22)和第二色散元件(42)均为棱镜或光栅。

5.根据权利要求1至4任一所述基于压缩感知的凝视型光谱成像系统，其特征在于：所述第一编码模板(3)和第二编码模板(5)均包括移动式机械模板和固定编码模板；

所述固定编码模板包括数字微镜阵列和液晶空间光调制器；

所述第一编码模板(3)和第二编码模板(5)的编码体制为哈达玛编码或者傅里叶变换编码或者随机编码。