一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法技术

本发明专利技术公开了一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法。该方法的步骤为：S1，选择参考波长，标定参考波长的色散，并选定中心波长；S2，估算所有重建波长与中心波长的相对色散；S3，生成色散矩阵，利用传感器的光谱响应曲线，生成光谱响应矩阵；S4，采集色散模糊的图像；S5，利用S3生成的色散矩阵、光谱响应矩阵，对S4采集的图像解色散模糊，得到各个通道图像对齐的光谱数据；S6，将S5得到的对齐的光谱数据投影到成像空间，通过阈值法提取前景图像，对S4得到的色散图像采样，作为前景图像像素值的强先验约束，重建精确的空间高光谱数据，实现高光谱成像。本发明专利技术利用简单、低成本的系统，实现精准地高光谱成像。

A snapshot method for resolving dispersion ambiguity in hyperspectral imaging

【技术实现步骤摘要】
一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法
本专利技术属于光谱成像领域，尤其涉及一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法。
技术介绍
高光谱成像在自动分割匹配材料、材料识别、地质材料监测等方向具有广泛的应用前景，因此在物理化学、农业、甚至军事等领域都十分重要。但是，传统的高光谱成像系统通常结构复杂，需要定制的硬件进行光路设置，笨重且昂贵。而且，使用的时候需要专业的工程技能才能实时处理、调整这些器件，这样的系统对于普通用户来说，既负担不起昂贵的价格，也不方便使用，更不具实用性。传统的扫描式系统利用滤波器对每个波长分离测量，过程十分缓慢、并且光谱分辨率受所用滤波器的类型和数量所限制。一些其他的光谱成像技术，如编码孔径快照光谱成像(CASSI)，系统使用编码孔径掩膜来编码、使用棱镜产生色散，利用编码、色散后的压缩图像重建光谱信息，加上由于重建技术利用了空间不变的色散模型，需要光路的准直设置，系统也相对复杂。
技术实现思路
针对以上现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法，该方法可以使用简单、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法，所用的装置包括可产生平面色散的器件和传感器，传感器用于采集经可产生平面色散的器件色散后的图像，其特征在于，该方法包括如下步骤：/nS1，选择参考波长，标定参考波长的色散，并选定中心波长；/nS2，估算所有重建波长与中心波长的相对色散；/nS3，根据步骤S2的估算结果，生成色散矩阵，利用传感器的光谱响应曲线，生成光谱响应矩阵；/nS4，采集色散模糊的图像；/nS5，利用步骤S3生成的色散矩阵和光谱响应矩阵，对步骤S4采集的图像解色散模糊，得到各个通道图像对齐的光谱数据；/nS6，将步骤S5得到的对齐的光谱数据投影到成像空间，通过阈值法提取前景图像，对步骤...

【技术特征摘要】
1.一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法，所用的装置包括可产生平面色散的器件和传感器，传感器用于采集经可产生平面色散的器件色散后的图像，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1，选择参考波长，标定参考波长的色散，并选定中心波长；
S2，估算所有重建波长与中心波长的相对色散；
S3，根据步骤S2的估算结果，生成色散矩阵，利用传感器的光谱响应曲线，生成光谱响应矩阵；
S4，采集色散模糊的图像；
S5，利用步骤S3生成的色散矩阵和光谱响应矩阵，对步骤S4采集的图像解色散模糊，得到各个通道图像对齐的光谱数据；
S6，将步骤S5得到的对齐的光谱数据投影到成像空间，通过阈值法提取前景图像，对步骤S4得到的色散图像采样，作为前景图像像素值的强先验约束，重建精确的空间高光谱数据，实现高光谱成像。


2.根据权利要求1所述的一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法，其特征在于，所述步骤S1中，标定参考波长的色散的方法为：在标定某波长的色散情况时，在光源前放置该波长的滤波片，只允许该波长的光通过，随后标记参考物的成像位置。


3.根据权利要求1所述的一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，估算所有重建波长与中心波长的相对色散的方法为：根据标定的参考波长的色散位置和选定的中心波长，得到所有参考波长与中心波长的相对色散，插值得到其他重建波长与中心波长的相对色散。


4.根据权利要求1所述的一种快照型解色散模糊的高光谱成像方法，其特征在于，步骤S3中，生成色散矩阵的方法为：令空间高光谱数据为i，其大小为xyΛ×1，其中x、y表示平面的图像横向尺寸和纵向尺寸，Λ为光谱通道数，令色散矩阵为Ω，其大小为xyΛ×xyΛ，得到色散后的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹汛，黄烨，华夏，李晓雯，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32