[发明专利]窄带高光谱的快速干涉成像方法及装置

权利要求书

1.一种窄带高光谱的快速干涉成像方法分为以下几步，其特征在于：

1）根据探测波段σ_L~σ_R和选用的带通滤光片计算出干涉成像光谱仪干涉信息的压缩采样频率σ_cs；

设目标共有N个非重叠的窄带光谱Δσ₁、Δσ₂…Δσ_N，且满足：

σ_L1＜σ_R1≤σ_L2＜σ_R 2…≤σ_LN＜σ_RN

上式中，σ_Ln为第n个谱段Δσ_n的低波数点；σ_Rn为第n个谱段Δσ_n的高波数点，其中n=1,2，…N；对干涉信息进行对偶化延拓处理后，复原光谱信息的一个周期内存在2N个光谱谱段；各个探测谱段边沿光谱值从左往右依次命名如下：

σ_1L＝-σ_RN,σ_1R＝-σ_LN;

σ_2L＝-σ_R(N-1),σ_1R＝-σ_L(N-1);

               .

               .  

               .

σ_2NL＝-σ_LN,σ_2NR＝-σ_RN;

上式中，σ_xL为2N个光谱谱段中从左往右数第x个谱段Δσ_n的低波数点；σ_xR为第x个谱段Δσ_n的高波数点，其中x=1,2，…2N；为准确复原N个窄带光谱信息，要保证2N个谱段经过平移后两两不重叠，即由于2N个谱段为中心对称分布，只需要满足N+(N-1)+…+1+N(N-1)/2个不等式：其中前N+(N-1)+…+1个不等式保证中心对称线两侧谱段不出现重叠，后面的N(N-1)/2个不等式保证中心线同一侧的谱段不出现重叠；共有N²个不等式，简化表达式如下：

σqR-σpLnqp+1≤σcs≤σqL-σpRnqp---(1)]]>

其中，

≤nqp≤(σqL-σpRσsm)]]>

σsm=Σp=1NΔσp]]>

p=1,2,…,N

q=p+1,p+2,…,2N-p+1

其中σ_sm为探测光谱波段带宽之和，由上式中N²个约束不等式可得到压缩采样频率σ_cs的取值范围，选取其中的波数为采样频率，配以符合要求的多带通窄带滤光片，可对多个非重叠窄带光谱的干涉信息进行压缩采样；在给定探测光谱的范围，由公式1可得到干涉信息的压缩采样频率σ_cs；

2）利用压缩采样频率σ_cs对干涉信息进行压缩采样；

利用压缩采样频率σ_cs对干涉信息进行压缩采样，采样后的干涉信息为：

I_cd=I_D(Δ)·∑δ(Δ-mδΔ)       （2）

上式中I_cd为压缩采样后的干涉信息；I_D(Δ)为按照Nyquist定理采样得到的干涉信息；δ(Δ)为克隆尼克函数；Δ为光程差；m为压缩采样倍数，m=σ_s/σ_cs，其中σ_s为Nyquist采样频率；

3）对压缩采样后的干涉信息进行傅里叶变换，获取目标在探测波段内的光谱信息；

干涉信息和光谱信息之间存在傅里叶变换对的关系，即：

I(Δ)=FT^-1[B(σ)]                 （3）

B(σ)＝FT[I(Δ)]

上式中，FT、FT^-1分别表示傅里叶变换及傅里叶逆变换，B(σ)为目标物物点的光谱信息，I(Δ)为采集的干涉信息，σ为波数，其中σ＝1/λ；

压缩采样后复原的光谱信息满足：

B_D(σ)＝DFT[I_cd]                 （4）

上式中，DFT表示离散傅里叶变换。