[发明专利]基于稀疏先验的单像素探测器光谱反射率重构方法

摘要

本发明涉及一种基于稀疏先验的单像素探测器光谱反射率重构方法，对训练样本集进行主成分分析，获取训练样本集的光谱反射率数据的前三个主成份，作为重建基函数向量；通过单像素探测器进行单个多光谱测试色块光谱能量的采集，得到能量值U；在训练样本集的求解过程中，得到基函数向量B、基函数向量系数a以及测量矩阵的特定系数通过所得到的对单个多光谱测试色块光谱能量U采集，重构测试样本的反射率。本发明能够充分利用光谱反射率空间稀疏特征和照明光源相对光谱功率分布基于主成分正交基的稀疏先验知识，降低多光谱数据采集系统的光学复杂度，降低采样数，提高反射率的光谱重建效率，提高重建精度。

主权项

一种基于稀疏先验的单像素探测器光谱反射率重构方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)对训练样本集的处理：对于面阵物体的光谱反射率的获取，采用CCD阵列采集调制后的物体的光谱反射率的能量值，CCD每个像素作为单像素探测器对物体的相应位置进行光能量值的测量,进而获取面阵物体的多光谱反射率，并利用下面的公式(1)对所获取的反射率光谱进行主成分分析，从而得到训练样本集的J个基函数向量，即对于训练样本，其训练样本集所有的光谱反射率R及对应的单像素探测器采集到的能量值u均为已知，为MATLAB软件的输入值，通过MATLAB软件求得基函数向量B、基函数向量系数a及测量矩阵M的特定系数R=Σj=1Jajbj---(1)]]>展开后R＝Ba＝[b1,b2,...,bJ][a1,a2,...,aJ]T其中测量矩阵2)对单个多光谱测试色块的处理：使用已知光谱功率分布的照明光源照明物体，对物体的光谱反射率信息进行调制，通过单像素探测器进行单个多光谱测试色块光谱能量的采集，得到能量值U；3)对单个多光谱测试色块的反射率光谱重建：在步骤1)训练样本集的求解过程中，基函数向量B、基函数向量系数a以及测量矩阵的特定系数都已知，通过步骤2)所得到的对单个多光谱测试色块光谱能量U采集，重构测试样本的反射率过程为：先通过公式(3)求解出检验样本的基函数向量系数(A1,A2,...AJ)，然后再通过公式(4)重构光谱反射率r，r＝BA＝[b1,b2,...,bJ][A1,A2,...,AJ]T (4)。