[發(fā)明專利]精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法

在審

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112781728A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許廷發(fā);樊阿馨;王茜;張宇寒;徐暢
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心;北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 曹洋苛

1.精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法，其特征在于：包括四分之一波片、線偏振片、液晶可調(diào)濾波器和探測器；目標(biāo)光波依次通過四分之一波片、線偏振片和液晶可調(diào)濾波器后，將待測全偏振高光譜圖像進行全偏振調(diào)制后成像于探測器，在不改變液晶可調(diào)濾波器狀態(tài)的情況下，選取線偏振片的線偏振角度依次為45度和135度，得到目標(biāo)光波的壓縮全偏振高光譜圖像，再通過各個器件的穆勒矩陣運算得到系統(tǒng)的全偏振調(diào)制矩陣，最終結(jié)合全偏振調(diào)制矩陣并基于壓縮感知理論得到目標(biāo)光波的重構(gòu)全偏振高光譜圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法，其特征在于：得到目標(biāo)光波的壓縮全偏振高光譜圖像具體步驟為：

對目標(biāo)光波實現(xiàn)兩次全偏振調(diào)制；在每次全偏振調(diào)制中，每個線偏振片的線偏振角度下，遍歷所有感興趣的液晶可調(diào)濾波器的光譜波段，實現(xiàn)高光譜成像；對于每個光譜波段，探測器捕獲一幅全偏振調(diào)制壓縮圖像，最終獲得目標(biāo)光波的壓縮全偏振高光譜圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法，其特征在于：得到系統(tǒng)的全偏振調(diào)制矩陣具體步驟為：

利用四分之一波片、線偏振片、液晶可調(diào)濾波器和探測器的穆勒矩陣依次左乘構(gòu)建系統(tǒng)的穆勒矩陣，所得矩陣的第一行由非零元素組成，其余行的元素均為零；將每次全偏振調(diào)制的各器件角度值代入所得系統(tǒng)穆勒矩陣的第一行，獲得此次的全偏振調(diào)制向量，兩次全偏振調(diào)制的調(diào)制向量通過列向拼接得到系統(tǒng)的全偏振調(diào)制矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法，其特征在于：得到目標(biāo)光波的重構(gòu)全偏振高光譜圖像具體步驟為：

每個光譜波段下，探測器捕獲兩幅全偏振調(diào)制圖像，通過加法和乘法數(shù)值運算精確求解第一個斯托克斯參量圖像；求解結(jié)果代入任一偏振調(diào)制方程，基于壓縮感知理論重構(gòu)后三個斯托克斯參量圖像，合并得到目標(biāo)光波的重構(gòu)全偏振高光譜圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法，其特征在于：得到目標(biāo)光波的第一個斯托克斯參量圖像的具體步驟：

每個空間像素對應(yīng)兩個偏振調(diào)制方程，調(diào)制系數(shù)由全偏振調(diào)制矩陣中的元素組成；在所述兩次全偏振調(diào)制的各器件參數(shù)下，兩個偏振調(diào)制方程中的第一個斯托克斯參量的調(diào)制系數(shù)均為0.25，而后三個斯托克斯參量的調(diào)制系數(shù)分別互為相反數(shù)，兩幅偏振調(diào)制圖像相加后乘以2，求解目標(biāo)光波的第一個斯托克斯參量圖像；將求解結(jié)果代入任一偏振調(diào)制方程，基于壓縮感知理論重構(gòu)后三個斯托克斯參量圖像；據(jù)此重構(gòu)每個光譜波段的四個斯托克斯參量圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一所述的精確求解結(jié)合壓縮感知的全偏振高光譜成像方法，其特征在于：所述四分之一波片的快軸角度可根據(jù)需求進行調(diào)節(jié)，所述液晶可調(diào)濾波器的入射面線偏振角度為0度或90度。