[發明專利]一種編碼光譜成像系統的數據修正方法

有效

• 申請號: 201811075894.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109405967B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 李立波;唐興佳;王爽;王鋒;胡炳樑;閆鵬;馮向朋
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 61211 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 汪海艷<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種編碼光譜成像系統的數據修正方法。通過在編碼數據重構前，首先對原始數據減暗電流完成暗像元修正，然后通過壞像元定位加像元替代模式完成壞像元校正，最后通過擬合曲面歸一化的方式完成編碼模板校正，解決系統編碼誤差和成像誤差，提高編碼模板數據的準確性，最終提高了編碼重構的準確性。

技術領域

本發明涉及一種編碼光譜成像系統的數據修正方法。

背景技術

光譜成像技術是一種集光學、光譜學、精密機械、電子技術及計算機技術等與一體的新型探測技術，在獲取目標的光譜特性曲線的同時，還可以獲得目標的空間幾何信息。由于傳統成像體制，往往存在硬件工藝難以實現、海量數據傳輸壓力大、系統光能利用率低等問題，因此，需要探索新的光譜成像技術原理。編碼光譜成像技術正是一種新型的計算型光譜成像技術，其包括哈達碼編碼光譜成像技術和壓縮編碼光譜成像技術，二者都是通過編碼模板調制實現光信息的調制混疊，然后,通過圖譜重構，得到目標光譜圖像信息，其具有多通道探測的優勢，而壓縮編碼光譜成像技術還具有低數據采樣和低硬件要求等特點。

通常，編碼光譜成像系統獲取的數據也存在待修正的問題。比如，由于探測器存在壞像元，或者編碼模板與探測器像元不匹配，引起編碼錯誤，或者編碼數據非編碼性混疊，導致重構結果出錯，因此，需進行壞像元修正等。

對于壞像元修正，傳統的方法是通過積分球照射觀測，以像元極亮或極暗來尋找壞像元，然后，通過臨近像元均值替代法進行壞像元修正，然而，該均值替代法對于編碼型光譜成像系統來說，由于編碼設計的存在，使得籠統的均值替代無法準確定位壞像元的真實編碼效果，因此，針對編碼光譜系統來說，還需進行更細化的壞像元修正方法。

同時，由于編碼模板由不同編碼單元組成，其整體編碼傳遞函數由編碼矩陣唯一表示，因此，編碼成像結果由各個編碼單元確定。而實際實現中，可能會存在編碼單元與探測器單元不匹配的問題，或者探測器響應不一致出現幅值差異的問題。

發明內容

為了解決編碼光譜成像系統中壞像元修正效果差且因編碼模板偏差，出現的實際編碼成像與設計編碼成像不一致的問題，本發明提供一種編碼光譜成像系統的數據修正方法。

本發明的技術方案是提供一種編碼光譜成像系統的數據修正方法，包括以下步驟：

步驟一：對編碼模板圖像與實際觀測圖像中的壞像元進行校正；壞像元校正的步驟為：

步驟1.1)：確定壞像元的位置；

步驟1.2)：修正編碼模板圖像與實際觀測圖像中的壞像元；

步驟二：對編碼模板的模板數據進行修正。

進一步地，通過如下過程確定壞像元的位置：

首先，在黑暗條件下，對探測器進行成像，確定亮像元(幅值異常極大)位置，記為(X1，Y1)；

然后，在積分球照射下，再對探測器進行成像試驗，確保成像區域的幅值不飽和，確定暗像元(幅值異常極小)位置，記為(X2，Y2)；

兩種情況下，只要有一種情況出現異常，則該像元為壞像元，因此壞像元位置為：

(X,Y)＝(X1，Y1)||(X2，Y2)。其中，(X1，Y1)表示黑暗條件下的極亮點位置，(X2，Y2)表示積分球照射下的極暗點位置。

進一步地，上述步驟1.2)中編碼模板圖像中壞像元的修正：

在單色儀或單色激光照射下，對成像系統進行成像試驗，獲取探測器圖像；

當編碼光譜成像系統為壓縮編碼光譜成像系統時，將步驟1.1)中確定的壞像元幅值修正為該像元對應實際設計的編碼值；