[发明专利]红外宽波段高光谱计算成像装置及其方法

摘要

本发明公开了一种红外宽波段高光谱计算成像装置，其包括前置红外镜头、编码模板生成加载、反射式空间光调制器、红外中继透镜组、单元型光谱辐射计、红外光谱计算成像模块、硬件同步控制器；还公开了红外宽波段高光谱计算成像方法。本发明利用单元型光谱辐射计具有较宽的光谱响应范围和较低的系统噪声的优势，不仅避免机械扫描弊端、减小数据采集量、缩短成像所需要的时间，而且提高光谱分辨率和空间分辨率；本发明不仅具备傅里叶光谱辐射计的实时、快速、准确、灵敏度高等特点，还有效地克服了传统单元非成像型红外成像光谱计存在的机械扫描速度慢，数据冗余量大等不足。

主权项

1.一种红外宽波段高光谱计算成像装置，其特征在于，其包括前置红外镜头、编码模板生成加载、反射式空间光调制器、红外中继透镜组、单元型光谱辐射计、红外光谱计算成像模块、硬件同步控制器；所述前置红外镜头模块，用于将目标场景红外辐射会聚到反射式空间光调制器的靶面上；所述编码模板生成器模块，用于通过计算机预先生成多次测量加载的伯努利随机编码模板矩阵，矩阵元素的取值为“‑1”和“1”，且服从伯努利随机分布，并将随机编码模板传递给反射式空间光调制器；所述反射式空间光调制器，位于前置红外镜头的焦平面上，其光学窗口进行ZnSe材料二次封装后覆盖目标场景红外辐射中的红外波段1‑15μm；再根据实时随机编码模板对目标场景红外辐射的随机反射完成对目标场景的编码调制；所述红外中继透镜组模块，用于将所述反射式空间光调制器调制后的光路会聚到单元型光谱辐射计；所述单元型光谱辐射计，用于根据所述光路测定的光谱分布并且发送到红外计算成像模块；所述红外计算成像模块，用于根据所述光谱分布和计算编码成像原理重构目标场景不同波段的图谱信息获得红外宽波段高光谱图像；所述硬件同步控制器，用于通过时序控制使反射式空间光调制器和单元型光谱辐射计实现同步编码调制和数据采集。