[发明专利]一种液晶可调谐滤波器成像光谱重建方法

摘要

本发明公开了一种液晶可调谐滤波器成像光谱重建方法，该方法利用的装置包括成像目标、准直系统、液晶可调谐滤波器(LCTF)、成像透镜和探测器阵列，该光谱重建方法包括如下步骤：1)成像光谱数据预处理；2)生成三维数据立方体D(x，y，λ)；3)建立液晶可调谐滤波器光谱混叠函数模型；4)结合Richardson‑Lucy算法进行光谱重建。本发明有效地去除了光谱模糊，提高了光谱精度和光谱分辨率，恢复了成像光谱的真实信息。

主权项

1.一种液晶可调谐滤波器成像光谱重建方法，所述方法利用的装置包括成像目标(1)、准直系统(2)、液晶可调谐滤波器LCTF(3)、成像透镜(4)和探测器阵列(5)，成像过程如下：成像目标(1)发出或反射的光经准直系统(2)准直，再经过液晶可调谐滤波器LCTF(3)滤光，最后经成像透镜(4)成像于探测器阵列(5)上，调节液晶可调谐滤波器LCTF(3)的控制电压，使不同频率的光通过，如此扫描获得各个波段的图像数据，其特征在于：所述成像光谱重建方法包括以下步骤：步骤1)成像光谱数据预处理，包括各个波段的图像的暗电流扣除、平场校正及流量校正；步骤2)生成三维数据立方体D(x，y，λ)，通过整合步骤1)中预处理完毕的各个波段的图像后生成，包括空间(x，y)维度和波长λ维度；步骤3)建立液晶可调谐滤波器光谱混叠函数模型，建立方法如下：首先获取液晶可调谐滤波器扫描成像所对应各个波长处的光谱透过率曲线，再用高斯分布模型进行拟合，最后将所有拟合完毕后的光谱透过率曲线组合，形成液晶可调谐滤波器的光谱混叠函数模型SMF；步骤4)结合Richardson-Lucy算法进行光谱重建，算法进行光谱重建的迭代关系式如下： o n e w ( u 0 , v 0 , γ 0 ) = o o l d ( u 0 , v 0 , γ 0 ) Σ λ h 2 ( λ , γ ) Σ x , y , λ D ( x , y , λ ) i o l d ( x , y , λ ) h 2 ( λ , γ ) ]]>iold(x，y，λ)＝∑x，y，λoold(u，v，λ)h2(λ，γ)其中，D(x，y，λ)为步骤2)中所得的三维数据立方体，h2(λ，γ)是步骤3)中液晶可调谐滤波器的光谱混叠函数SMF，onew(u0，v0，γ0)和oold(u0，v0，γ0)分别为真实光谱图像迭代前、后的数据，iold(x，y，λ)为不含噪声的图像数据，设定一个真实光谱图像数据的初始估计，当迭代终止条件满足就停止运算，最后一次迭代的onew(u0，v0，γ0)为重建后的光谱图像数据。