[发明专利]一种基于压缩感知的高光谱图像采集成像系统与控制方法

摘要

本发明公开了一种基于压缩感知的高光谱图像采集成像系统与控制方法；本发明首先通过数字微镜(DMD)器件对图像信息进行压缩采样，其次通过液晶可调谐滤波器(LCTF)控制可透过光波长和光谱分辨率，然后通过面阵电荷耦合器件(CCD)获取光强信息，最后通过模拟加法器和ADC转换器进行信号处理，并把处理后的数字量保存于存储器。本发明实现了信号采样与压缩的同时进行，使采样数据远小于传统奈奎斯特采样理论所需要的数据量；解决了高光谱数据采集引起的传输压力和大量冗余信息导致的资源浪费等问题。

主权项

1.一种基于压缩感知的高光谱图像采集成像系统，其特征在于：包括光路成像部分和电路控制部分；光路成像部分包括第一透镜、DMD、LCTF、第二透镜和面阵CCD；第一透镜(1)一侧设有DMD(2)，将成像目标(0)聚焦投影至DMD上；DMD对图像信息进行随机采样后反射至LCTF(3)；反射到LCTF的光通过LCTF调节，使对应波长的光可通过；第二透镜(4)位于LCTF的出射光路上；第二透镜(4)将DMD成像到面阵CCD(5)上；成像目标与DMD互为共轭面，DMD与CCD互为共轭面；电路控制部分包括随机数发生器、FPGA控制器、DMD、LCTF、面阵CCD、CCD驱动电路、模拟加法器、ADC转换器和存储器；随机数发生器的信号输出端与FPGA控制器的随机数发生器的信号输入端连接，FPGA控制器的CCD驱动信号输出端与CCD驱动电路连接，FPGA控制器的CCD控制信号输出端与面阵CCD的控制信号输入端连接，FPGA控制器的LCTF控制信号输出端与LCTF的控制信号输入端连接，FPGA控制器的DMD控制信号输出端与DMD的控制信号输入端连接，CCD驱动电路的驱动信号输出端与面阵CCD的驱动信号输入端连接，FPGA控制器的模拟加法器控制信号输出端、ADC转换器控制信号输出端、存储器控制信号输出端依次与模拟加法器信号输入端、ADC转换器信号输入端、存储器信号输入端连接；面阵CCD的图像模拟信号输出端与模拟加法器的图像模拟信号输入端连接，模拟加法器信号输出端与ADC转换器信号输入端连接，ADC转换器信号输出端与存储器的信号输入端连接；DMD为数字微镜器件，LCTF为液晶可调谐滤波器，CCD为面阵电荷耦合器件，ADC转换器为模数转换器件。