基于可调谐的光谱重构方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可调谐的光谱重构方法，该光谱重构方法为了减少数据量，采用10条膜系进行光谱重构；具体重构过程如下：设计膜系的透过率曲线，并进行加工，复测与拟合；选用适合实验的探测器型号；对单色光源进行标定获得标准光谱曲线，波长范围为400‑900nm；获取10条膜系的灰度图像，并进行光谱重构。本发明专利技术提供的光谱重构方法所得光谱重构精度ARE为0.0523，对比国内外研究结果，在使用膜系数量较少的前提下，重构精度达到了同一量级，实现了数据降维，易于工程化。

【技术实现步骤摘要】
基于可调谐的光谱重构方法
本专利技术属于高光谱
，尤其涉及一种基于可调谐的光谱重构方法。
技术介绍
近十年以来，高光谱技术被广泛运用于各种航天器中，在对地观测，深空探测等领域起着巨大作用。现阶段，光谱仪的研制方向越来越倾向于小型化、轻量化与智能化，这就造成光谱信息数据量较之前大大减小，这对光谱重构造成了一定的困难。光谱重构工作原理很早就被有关学者提出，其原理图如图1所示。当目标光谱通过光学系统后，透过在探测器前端的膜系后，由探测器可得到各个膜系的灰度值。这种关系可用数学表达式A*X＝B描述，其中A代表膜系透过率函数H(λ)与探测器量子效率R(λ)的乘积，X(λ)为探测目标的光谱信息，B为经不同膜系调制后的光强，即灰度值。所以光谱重构问题本质上是一个如何精确解算出X值的数学问题。当没有任何误差时，光谱信息X值可以用简单的求逆来进行解算。但由于在实际工程中，存在许多误差。最典型的误差有三种：A的误差，即膜系的加工误差与探测器的量子效率误差。杂散光引起的误差、实验光源误差。这些误差使得A*X＝B是一个病态方程，无法准确的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可调谐的光谱重构方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：用傅里叶拟合设计好的透过率曲线，得出10条膜系的关于波长的透过率函数H(λ)；/n步骤2：选用适合实验的可见光探测器型号，拟合所述可见光探测器的量子效率曲线，得出关于波长的量子效率函数R(λ)；/n步骤3：在400-900nm范围内由H(λ)×R(λ)＝A(λ)，得出膜系透过率函数A(λ)；/n步骤4：求出10条膜系灰度图像的灰度值B，B为10x1的矩阵；/n步骤5：将A(λ)在400-900nm波长范围内整体进行积分，求出10个整体均值mean

【技术特征摘要】
1.一种基于可调谐的光谱重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：用傅里叶拟合设计好的透过率曲线，得出10条膜系的关于波长的透过率函数H(λ)；
步骤2：选用适合实验的可见光探测器型号，拟合所述可见光探测器的量子效率曲线，得出关于波长的量子效率函数R(λ)；
步骤3：在400-900nm范围内由H(λ)×R(λ)＝A(λ)，得出膜系透过率函数A(λ)；
步骤4：求出10条膜系灰度图像的灰度值B，B为10x1的矩阵；
步骤5：将A(λ)在400-900nm波长范围内整体进行积分，求出10个整体均值meani



将A(λ)在400-900nm范围内根据波长均分10份，得出10x10矩阵A；
步骤6：在解算光谱信息时，采用凸优化的方式来求解，并建立数量较少且有效的约束，得出10个X值；
步骤7：将求出的10个X值进行归一化，归一化公式如下：



步骤8：对步骤7中的X值进拟合，每个X值代表的是每段波长范围内的均值，该均值作为对应波长内的中心波...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刘，张家坤，王文华，宋洪震，孙凯鹏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22