[發明專利]一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置

有效

• 申請號: 201611217915.3
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106769909B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 崔繼承;王明佳;朱繼偉;姚雪峰;潘明忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明實施例公開了一種成像光譜儀定標位置修正的方法，分別根據圖像處理方法與光學理論設計方法計算出多個定標波長各自對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置與光斑理論位置；然后根據計算出各光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差對譜圖矩陣中相應波長對應的位置進行調整，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。本申請提供的技術方案通過在線檢測光學理論設計造成的定標偏差，獲得準確度高的譜圖矩陣，提高了成像光譜儀定標譜圖矩陣的精度，輸出了高精度的光譜，提高了成像光譜儀系統精度以及測量精度。此外，本發明實施例還提供了相應的實現裝置，進一步使得所述方法更具有實用性，所述裝置具有相應的優點。

技術領域

本發明涉及成像光譜儀應用技術領域，特別是涉及一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置。

背景技術

傳統的成像系統只能獲得目標景物的空間圖像信息，傳統的光譜儀是通過得到隨著波長變化的輻射強度曲線的光譜信息來確定物質特性，從而得到目標光譜信息。成像光譜技術將光學成像技術與光譜探測技術相結合形成了新型遙感技術，解決了傳統光學成像儀有像無譜和傳統光譜儀有譜無像的問題。

成像光譜儀(高光譜分辨率遙感)其光學系統由前置望遠系統與光譜成像系統組成，通過入射狹縫將二者有機組合在一起。光學成像系統在獲得被測目標的空間信息時，通過光譜系統把被測物體的輻射分解成不同波長的輻射，每一個像元可在一個光譜范圍內獲得幾十甚至幾百個連續的窄波段信息，能夠將這些信息轉化為一條平滑而且連續的光譜曲線，從而通過對光譜曲線的分析進行物質的識別與分類。

成像光譜儀的定標是確定其探測單元輸出數字量與接收到的電磁波信號間定量關系的過程。定標為不同的遙感儀在不同時間、不同地點測得的成型光譜數據提供統一參照，是對成像光譜數據進行定量化分析的前提。光譜儀在研制完成出廠之后，由于儀器內部元件受溫度變化等原因會產生形變以及在受到沖擊后內部元件相對位置發生變化，造成探測器中各個像素點與波長一一對應關系發生變化，導致輸出的光譜精度有偏差，因此需要使用過程中進行重新定標。

現有技術對成像光譜儀進行定標時，采用圖像處理的方法計算5個指定波長在圖像中的真實位置，然后利用幾何光學理論分別計算這5個指定波長在圖像中的理論位置。通過調整光學理論設計中的參數微調指定波長在圖像中理論位置，將在參數調整過程中計算出的理論位置與圖像處理方法計算得到的真實位置最相近的一組參數數據用來生成譜圖矩陣。

由于需要同時兼顧5個波長，定標過程中，無法找到同時滿足5個指定波長的理論位置與圖像計算真實位置同時偏差很小的參數數據，而直接由理論光學計算的譜圖矩陣與真實譜圖矩陣差距很大，導致獲得的譜圖矩陣出現較大偏差，精度不高，難以滿足工作以及科研的需求。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置，提高了定標的準確度和精度，從而提高了成像光譜儀的輸出光譜精度。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供以下技術方案：

本發明實施例一方面提供了一種成像光譜儀定標位置修正的方法，包括：

根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置；

根據光學理論設計方法分別計算各所述定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑理論位置；

計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差，并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。

優選的，在所述并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正之后還包括：

根據當前波長與各所述定標波長的關系，以及各所述偏差對成像光譜儀譜圖矩陣中各非定波波長的波長對應的位置進行修正。