[发明专利]一种高光谱成像方法及装置

摘要

本发明公开了一种高光谱成像方法。原理是利用宽光谱调制编码技术，结合常规相机拍摄目标图像，从一系列不同光谱编码的目标图像中，通过光谱解调定标后，利用压缩传感算法反演出目标的高光谱分辨图像。本发明可获得光谱分辨率高于编码光谱调制数目的高光谱图像，系统紧凑，体积小。本发明通过编码光谱探测方案，建立编码光谱反演目标光谱算法，最大化地减少光谱成像的时间，提高光谱成像速度。本发明还公开一种高光谱成像装置，该装置包括：光谱调制装置、成像系统以及处理系统。其中光谱调制装置可以用不同形式的方法构建，如采用编码光谱的照明光源阵列与照明光学镜头组成，成像系统由成像物镜与图像传感器组成，处理系统含图像处理芯片与软件。

主权项

1.一种高光谱成像方法，其特征在于，该方法包括：(1)确定目标成像光谱范围λ_min、λ_max，以及λ_min、λ_max之间光谱分辨个数N，N＝(λ_max‑λ_min)/Δλ，Δλ为光谱分辨率。(2)成像光谱调制。将成像目标置于成像环境中，采用M个光谱已知且不同的光谱调制装置对成像目标发出光谱编码后的照明光束；或采用M个光谱已知且不同的光谱调制装置对成像目标发出的到达成像系统的光线进行光谱调制；其中，M≤N。(3)获得M组灰度数值图像。由M个光谱不同的光谱调制装置依次发出照射光束照明成像目标，经目标反射或漫射后，光线经成像物镜成像到阵列图像传感器，得到M组灰度数值图像；或者成像目标发出的光线经过M个光谱不同的光谱调制装置依次调制后被阵列图像传感器成像，得到M组灰度数值图像。(4)重构出成像目标的光谱图像。利用前述M组灰度数值图像，结合各已知的照明光谱或调制光谱，通过压缩传感算法，重构出光谱范围为λ_min至λ_max、光谱分辨个数为N的高光谱图像。