一种基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪及光谱重建方法技术

本发明专利技术提供一种基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪及光谱重建方法。本发明专利技术使用数字微镜器件实现阿达玛变换编码模板，从而代替常规扫描色散型光谱仪的入射狭缝，实现对目标空间的调制，调制后的信号经色散得到目标光谱像；使用阿达玛变换矩阵的逆矩阵作用于色散光谱数据矩阵，获得重建后的目标场景光谱数据矩阵。本发明专利技术提高了光谱仪工作效率，解决了传统狭缝光谱仪在光源能量较弱和光线较弱的情况下难以获得高分辨率、高信噪比的目标场景光谱数据的问题。

【技术实现步骤摘要】
—种基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪及光谱重建方法
本专利技术属于光谱测量和光谱成像的
，具体涉及一种基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪及光谱重建方法。
技术介绍
成像光谱仪用于探测目标的两维空间信息与一维光谱信息，然后形成三维的数据立方体，从而实现对目标特性的综合探测与识别。光探测器最多只能探测二维信号，想要获得三维的数据立方体，就必须采用扫描技术或者多通道探测技术。目前，成像光谱仪已广泛应用于生物化学、医学研究、环境及安全监测、生态研究、空间探测研究等领域。传统的常规扫描色散型光谱仪，一般由望远物镜、狭缝、准直物镜、光栅、成像物镜和CCD相机组成。由于采用单狭缝结构，使得它没有摆脱单纯的接收，获取光谱信息的状态，对有用的光谱信号、背景信号及干扰信号无法进行有效区分，因此分辨能力差，信噪比低。鉴于以上缺点，刘佳等在《光谱学与光谱分析[J]》.2012，32 (6)发表的“双色散二维阿达玛变换光谱仪” 一文中，对二维光谱进行阿达玛调制后聚焦，实现多通道探测，采用阿达玛模板对入射信进行调制，多次测量后通过阿达玛解码把测得的调制信号还原成入射信号。此方法在一定程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪，其特征在于，包括望远物镜(1)、反射镜(2)、数字微镜器件(3)、准直镜(4)、光栅(5)、成像物镜(6)、CCD相机(7)；反射镜(2)的反射面与望远物镜(1)的光轴成45°角，数字微镜器件(3)的有效平面与反射镜(2)的反射面成45°角，准直镜(4)的光轴与从数字微镜器件(3)反射的光的光轴平行，光栅(5)和成像物镜(6)都与准直镜(4)平行放置。

【技术特征摘要】
1.一种基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪，其特征在于，包括望远物镜(I)、反射镜(2)、数字微镜器件(3)、准直镜(4)、光栅(5)、成像物镜出)、CCD相机(7);反射镜(2)的反射面与望远物镜(I)的光轴成45°角，数字微镜器件(3)的有效平面与反射镜(2)的反射面成45°角，准直镜⑷的光轴与从数字微镜器件(3)反射的光的光轴平行，光栅(5)和成像物镜(6)都与准直镜(4)平行放置。2.如权利要求1所述的基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪，其特征在于，CXD相机(7)的平面与望远物镜(I)的光轴成20°角，与成像物镜(6)的光轴成70°角。3.一种使用如权利要求1所述基于DMD的空间调制阿达玛变换光谱仪进行光谱重建的方法，其特征在于，通过调整数字微镜器件(3)上微镜的偏转实现η个阿达玛变换编码模板的变换，在CCD相机(7)上获得η幅色散后的目标光谱像；根据目标光谱像按行对目标场景每一行像元依次进行光谱重建，获得目标场景完整的光谱；目标场景第j行像元的光谱重建方法包括以下步骤，j = 1，2，…m, m为目标场景的行数， 步骤一、取每一幅目标光谱像数据矩阵中的第j行数据组成目标场景第j行像元通过数字微镜器件(3)后的色散光谱矩阵Qj ； 步骤二、将在数字微镜器件(3)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏连发，张毅，韩静，岳江，吉莉，陈钱，顾国华，王勇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32