[发明专利]一种利用自适应编码孔径进行压缩高光谱成像的方法

摘要

本发明公开了一种利用自适应编码孔径进行压缩高光谱成像的方法，利用高光谱图像具有高的谱间相关性的特点，预先得到几个波段的恢复图像，将其作为先验信息通过阈值操作构造自适应编码孔径，可以提取出目标场景的结构特征；相对传统的随机编码孔径，能够提高压缩效率，仿真和实验结果验证了本发明能够切实改善高光谱仪的成像质量；通过本发明所述的方法设计出的自适应编码孔径取值为0、1，很容易通过掩膜或者数字微镜阵列编码实现；在压缩高光谱仪中具有很强的普适性，有着广泛的应用前景。

主权项

1.一种利用自适应编码孔径进行压缩高光谱成像的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将高光谱仪的整个光谱划分成至少一组，每组包括若干个相邻的光谱波段，并且在每组内均任意选择一个波段作为参考波段；步骤2、利用压缩高光谱仪使用随机编码孔径采集各组中参考波段的观测值；步骤3：基于步骤2的随机编码孔径对应的观测矩阵和参考波段的观测值，对参考波段的光谱图像进行重构；步骤4：将参考波段的重构图像作为本组内其他波段及自身的先验信息，分别生成自适应编码孔径，具体为：将参考波段的重构图像和该组中除参考波段外的其它待测波段的图像矩阵数据分别堆叠成一维向量，分别记作和则待测信号由下式给出：式中是噪声向量；则编码孔径对应的观测矩阵Φ中的第i个向量的第j个元素为：式中，sgn(·)是符号函数，N表示一维向量中元素数量；是的第j个元素,阈值Λ_ij服从高斯分布其中μ_Λ和分别等于信号的均值和方差；步骤5：利用压缩高光谱仪使用自适应编码孔径逐一观测对应组的各个波段，获得全波段的所有观测值；步骤6：根据自适应编码孔径对应的观测矩阵以及步骤5中获取的观测值重构对应组的所有波段图像，利用与步骤3相同的重构算法，遍历各组后，得到全波段重构图像。