[发明专利]压缩采样高光谱成像的编码采样矩阵定标装置及方法

说明书

本申请涉及一种压缩采样高光谱成像的编码采样矩阵定标装置及方法。所述方法包括：获取压缩采样高光谱成像系统中多色光源通过单色仪产生的多个波长的单色光源，以及单色光源通过压缩采样高光谱成像系统的编码采样矩阵成像在低像素相机上产生的标定图像；根据预设的采样距离，对标定图像进行采样，得到每个波长对应的采样图像序列，根据采样图像序列以及编码采样矩阵的编码目标信息，恢复得到原始目标图；根据每个波长对应的原始目标图，得到编码采样矩阵对应的三维数据立方体，根据三维数据立方体，对编码采样矩阵进行标定。采用本方法能够对编码采样矩阵进行标定。

技术领域

本申请涉及光谱成像技术领域，特别是涉及一种压缩采样高光谱成像的编码采样矩阵定标装置及方法。

背景技术

光谱成像技术结合了空间二维成像和光谱探测技术，在获取空间强度图的同时测量光谱的空间分布，从而获得原始图像的三维空间光谱数据立方体。压缩采样高光谱成像技术是在光谱成像技术的基础上，利用一些具有特殊结构的矩阵对具有稀疏性原始图像的三维空间光谱数据立方体进行压缩并采样，再通过重构算法对原始图像的高光谱图进行恢复。

编码采样矩阵作为在压缩采样高光谱成像中的特殊结构矩阵，理想的编码采样矩阵元素都是二值的，但实际中由于编码采样矩阵的加工误差、孔径衍射等因素的影响，使得测量得到的编码采样矩阵并非一个二值矩阵，而是矩阵元素介于0和1之间，为了准确恢复出原始图像，编码孔径的标定对压缩采样高光谱成像的至关重要，对其标定的好坏直接决定了重构算法的质量。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现对编码采样矩阵进行标定的压缩采样高光谱成像的编码采样矩阵定标装置及方法。

一种压缩采样高光谱成像的编码采样矩阵定标方法，所述方法包括：

获取压缩采样高光谱成像系统中多色光源通过单色仪产生的多个波长的单色光源，以及所述单色光源通过压缩采样高光谱成像系统的编码采样矩阵成像在低像素相机上产生的标定图像；

根据预设的采样距离，对所述标定图像进行采样，得到每个波长对应的采样图像序列，根据所述采样图像序列以及所述编码采样矩阵的编码目标信息，恢复得到原始目标图；

根据每个波长对应的原始目标图，得到编码采样矩阵对应的三维数据立方体，根据所述三维数据立方体，对编码采样矩阵进行标定。

在其中一个实施例中，还包括：在所述标定图像中每隔一个像素对所述标定图像进行采样，并记录对应的波长，得到每个波长对应的采样图像序列。

在其中一个实施例中，还包括：根据所述采样图像序列以及所述编码采样矩阵的编码目标信息，利用最小二乘法或阈值迭代算法恢复得到原始目标图。

在其中一个实施例中，还包括：根据波长的光谱顺序，将所述原始目标图进行拼接，得到编码采样矩阵对应的三维数据立方体。

一种压缩采样高光谱成像的编码采样矩阵定标装置，所述装置包括：

多色光源与单色仪组合而成的单色光源，沿光路依次包括第一透镜、编码采样矩阵、第二透镜、色散组件、第三透镜、低分辨率相机以及与低分辨率相机电连接的计算机组件；

所述单色仪用于提供不同波长的光源；

所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜用于对所述光源进行处理；

所述色散组件用于对通过所述编码采样矩阵的不同波长的光源偏折不同的角度；

所述计算机组件用于存储低分辨率相机中成像的标定图像，以及对所述标定图像进行处理，实现编码采样矩阵标定。

在其中一个实施例中，所述第一透镜为成像透镜，所述第二透镜为消色差透镜，所述第三透镜组为中继镜。