一种基于频域编码的光谱重建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于频域编码的光谱重建方法。该方法的步骤包括：首先，光谱成像系统利用掩膜采集场景的光谱信息，掩膜对场景图像进行光谱维度和空间维度的调制；然后通过将光谱信息的曲线投影到宽带基底来调制光谱变化，获得调制图像，再将调制图像映射到傅立叶域进行复用；最终利用传感器收集在光谱和空间上压缩的编码图像，通过对光谱维度的解码重建出光谱信息。本发明专利技术的方法，不仅可以提高空间分辨率，而且采集和重建数据过程简化了光谱编码和解码过程，避免了复杂的计算负荷，实现了在短时间内高精度捕获高光谱数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频域编码的光谱重建方法
本专利技术涉及计算摄像学领域，尤其涉及一种基于打印机制作的频域编码掩膜的光谱重建方法。
技术介绍
光谱成像旨在捕捉自然场景光谱的细节。它在科学研究和工程应用中发挥着重要作用，如军事安全，环境监测，生物科学，医学诊断，科学观察和许多其他领域。由于只有一维和二维商业成像传感器可用，原始光谱成像在空间或光谱维度上以扫描模式实现。虽然阵列检测器的高像素数和高灵敏度提高了空间和光谱分辨率，但是基于扫描的高光谱成像系统，其稳定扫描的要求限制了光谱成像的速度和稳健性。因此，研究动态样品的光谱成像，如燃烧过程或用于生物和生物医学成像的荧光探针和快照高光谱成像，是该领域的主要研究重点之一。编码孔径快照光谱成像仪(CASSI)是第一个利用压缩感知理论恢复超光谱的成像仪，但是这种方法需要仔细校准和繁重的计算负荷，限制了其应用在线重建的场景。棱镜-掩模调制式(PMIS)光谱视频相机利用简单的装置和标定可以直接采集多光谱视频信息，然而其空间分辨率受到RGB相机的限制导致其通光量和信噪比较低。基于滤波片阵列分光的多光谱相机可以通过旋转滤光片轮实现多光谱成像，虽然可以提高信噪比但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频域编码的光谱重建方法，其特征在于，首先，光谱成像系统利用掩膜采集场景的光谱信息，所述掩膜对场景图像进行光谱维度和空间维度的调制；然后通过将光谱信息的曲线投影到宽带基底来调制光谱变化，获得调制图像，再将所述调制图像映射到傅立叶域进行复用；最终利用传感器收集在光谱和空间上压缩的编码图像，通过对光谱维度的解码重建出光谱信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于频域编码的光谱重建方法，其特征在于，首先，光谱成像系统利用掩膜采集场景的光谱信息，所述掩膜对场景图像进行光谱维度和空间维度的调制；然后通过将光谱信息的曲线投影到宽带基底来调制光谱变化，获得调制图像，再将所述调制图像映射到傅立叶域进行复用；最终利用传感器收集在光谱和空间上压缩的编码图像，通过对光谱维度的解码重建出光谱信息。2.根据权利要求1所述的一种基于频域编码的光谱重建方法，其特征在于，所述掩膜是利用打印机在薄膜上打印出与传感器像元尺寸量级相同且具有不同密度和不同颜色的调制图案。3.根据权利要求1所述的一种基于频域编码的光谱重建方法，其特征在于，所述掩膜是利用打印机在薄膜上打印出与传感器像元尺寸量级不相同且具有不同密度和不同颜色的调制图案；制得所述掩膜后，利用激光产生的单波长光透过所述掩膜到传感器上进行标定。4.根据权利要求1所述的一种基于频域编码的光谱重建方法，其特征在于，所述光谱重建方法具体包括如下步骤：步骤1，利用打印机选取光谱透射曲线相关性较弱的几种颜色制作掩膜，将掩膜直接覆盖在传感器上来采集目标场景的光谱信息，或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳涛，郭慧，赵远远，胡雪梅，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32