[發明專利]一種色散型成像光譜儀對月成像的暗電平校正方法

有效

• 申請號: 202110075364.6
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112880828B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王爽;安玲坪;王一豪;王偉東;于粲;劉學斌
• 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: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種色散型成像光譜儀對月成像的暗電平校正方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、獲取高光譜數據立方體D(i，j，k)：

利用色散型成像光譜儀在短波紅外波段對月球完成一個周期的推掃，獲取高光譜數據立方體D(i，j，k)，D(i，j，k)為第j幀光譜圖中第i個像元在第k波段的測量值；

其中：i、j、k均為正整數；

i為垂直于月球運動方向像元序列，1≤i≤I，I為成像光譜儀探測器總行數；

j為平行于月球運動方向的像元序列，1≤j≤J，j與觀測幀數一致，J為一個掃描周期的總幀數；

k為波段序列，1≤k≤K，K為成像光譜儀探測器總列數；

步驟2、獲取單波段的二維圖像D_k0(i，j)：

選取高光譜數據立方體D(i，j，k)中的一個波段k₀，1≤k₀≤K，獲得二維圖像D_k0(i，j)，D_k0(i，j)為第j幀光譜圖中第i個像元在k₀波段的測量值；

步驟3、建立暗電平動態變化模型P(j)：

選取二維圖像D_k0(i，j)中上部和下部無月球區域各m行作為監視區域，建立暗電平隨幀數j的動態變化模型P(j)：

其中：

D_k0(i，1)為第1幀光譜圖中第i個像元在k₀波段的圖像；

m取二維圖像D_k0(i，j)上部無月球區域行數的1/3～2/3，或下部無月球區域行數的1/3～2/3，且m為正整數；

步驟4、獲取靜態暗電平D_dark(i，k)：

選取高光譜數據立方體D(i，j，k)中觀測到月球之前的前n幀光譜圖作為暗電平區域，對該區域的暗電平測量值求平均值，獲得單幀光譜圖中第i個像元在第k波段的靜態暗電平D_dark(i，k)：

其中：

n取高光譜數據立方體D(i，j，k)觀測到月球之前光譜圖幀數的1/3～2/3，且n為正整數；

D(i，y，k)為前n幀光譜圖中，第y幀光譜圖第i個像元在第k波段的測量值；

步驟5、獲取第j幀光譜圖的真實值D_real-j(i，j，k)：

其中：

為第j幀光譜圖的暗電平校正系數；

P(y)為前n幀光譜圖中，第y幀光譜圖的暗電平動態變化模型數值；

依據上式，獲取J個幀光譜圖的真實值D_real-1(i，1，k)、D_real-2(i，2，k)、D_real-3(i，3，k)……，D_real-J(i，J，k)；

步驟6、獲得真實高光譜數據立方體D_real(i，j，k)：

將步驟5中獲取到的J個幀光譜圖的真實值合成真實高光譜數據立方體D_real(i，j，k)，完成一個掃描周期的暗電平校正。

2.根據權利要求1所述一種色散型成像光譜儀對月成像的暗電平校正方法，其特征在于：步驟1中，還包括對高光譜數據立方體D(i，j，k)進行去壞像元預處理的步驟。

3.根據權利要求1或2所述一種色散型成像光譜儀對月成像的暗電平校正方法，其特征在于：步驟1中，所述推掃的初始位置位于月球相對成像光譜儀運動方向正向無月面區域。

4.根據權利要求1或2所述一種色散型成像光譜儀對月成像的暗電平校正方法，其特征在于：步驟3中，m取圖像D_k0(i，j)上部無月球區域行數的1/2，或下部無月球區域行數的1/2。

5.根據權利要求1或2所述一種色散型成像光譜儀對月成像的暗電平校正方法，其特征在于：步驟4中，n取高光譜數據立方體D(i，j，k)觀測到月球之前光譜圖幀數的1/2。