[發明專利]一種色散型光譜成像儀譜線彎曲校正方法及裝置

有效

• 申請號: 201410648131.0
• 申請日: 2014-11-15
• 公開（公告）號: CN104316183A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 景娟娟;周錦松;張雪靜;李雅燦;曾曉茹
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01M11/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

技術領域

本發明涉及光譜成像儀技術領域，尤其涉及一種色散型光譜成像儀譜線彎曲校正方法及裝置。

背景技術

光譜成像技術是20世紀80年代發展起來的一種新型信息獲取技術，可以同時獲取目標的二維空間信息和一維光譜信息，在民用和軍用領域得到了廣泛應用。根據分光方式不同，光譜成像技術可以分為色散型、干涉型、可調諧濾光片型、計算層析型等。其中色散型光譜成像技術比較成熟，應用也最為廣泛，但由于光學系統裝調誤差的存在，其譜線彎曲(smile效應)較大，因此，需要對每個像元進行精確的光譜定標，確定每個像元的工作中心波長和光譜輻射帶寬，依據該中心波長矩陣可進行譜線彎曲校正，從而實現輻射能量采集的一致性。

關于像元工作中心波長的標定通常有兩種方法：譜線燈法和單色儀法。由于大多數圖像分析系統處理數據都認為對應一個光譜通道的所有空間像元具有相同的中心波長，譜線彎曲破壞了色散型光譜成像儀穿軌方向同一行/列不同位置像元光譜輻射能量采集的一致性，所以需要對系統采集到的輻射能量數據根據無偏離波長數據進行重采樣以校正輻射能量的偏差，提高光譜輻射能量的一致性。

目前常用的譜線彎曲校正方法主要是插值法：認為第j個光譜通道第i+m個像元在第i個像元中心波長λ_j的光譜輻射能量近似值φ_i+m，j可以從第i+m列像元采集到的光譜輻射能量數據中重新構建，即由光譜曲線上波長λ_j附近的若干離散數據點插值得到。假設第i+m列像元采集到的光譜輻射能量數據為φ_i+m，1(λ_i+m，1)，φ_i+m，2(λ_i+m，2)，…，φ_i+m，j-1(λ_i+m，j-1)，φ_i+m，j(λ_i+m，j)，φ_i+m，j+1（λ_i+m，j+1)，…，φ_i+m，n-1(λ_i+m，n-1)，φ_i+m，n(λ_i+m，n)其中n為通道數，只需將這些離散數據與一個被稱為插值核的有限長連續沖擊響應卷積即可得到第(i+m,j)個像元對應第(i,j)個像元的中心波長λ_j的光譜輻射能量值φ′_i+m，j(λ_i，j)。該卷積核的具體形式可以是線性、三點二次多項式、四點三次Lagrange、五點四次Lagrange、三次Hermite和三次樣條插值方法等。

插值方法的選擇與光譜分辨率有關，不同插值方法在不同的光譜分辨率下其精度不同，所以通用性不強。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種色散型光譜成像儀譜線彎曲校正方法及裝置，提高校正光譜的精度。

本發明實施例的目的是通過以下技術方案實現的：

一種色散型光譜成像儀譜線彎曲校正方法，包括：

計算第m列所有光譜通道中心波長與無偏離中心波長λ_j之間的歐氏距離，選擇距離最小的位置點s以及所述位置點對應的中心波長為λ_m，s，在相鄰的光譜通道上，選擇與所述位置點s相鄰的位置點以及所述相鄰的位置點對應的中心波長，其中，m取值為1～N，j取值為1～M，M為穿軌方向的像素個數，N為沿軌方向的像素個數；

計算所述位置點s對應的中心波長λ_m，s與無偏離中心波長λ_j之間的歐氏距離，以及所述相鄰的位置點對應的中心波長與無偏離中心波長λ_j之間的歐氏距離；

根據上述距離計算結果計算所述位置點s對應的中心波長λ_m，s的反距離權重值，以及所述相鄰的位置點對應的中心波長的反距離權重值；

根據上述反距離權重值計算結果計算所述第m列對應所述無偏離中心波長λ_j的光譜輻射能量值。

一種色散型光譜成像儀譜線彎曲校正裝置，包括：

位置確定單元，用于計算第m列所有光譜通道中心波長與無偏離中心波長λ_j之間的歐氏距離，選擇距離最小的位置點s以及所述位置點對應的中心波長為λ_m，s，在相鄰的光譜通道上，選擇與所述位置點s相鄰的位置點以及所述相鄰的位置點對應的中心波長，其中，m取值為1～N，j取值為1～M，M為穿軌方向的像素個數，N為沿軌方向的像素個數；