[发明专利]窄带高光谱的快速干涉成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学探测目标方法及装置，特别是一种能够快速同时获得目标空间二维图像信息和目标各点光谱信息的新的窄带高光谱的快速干涉成像方法及装置。

背景技术

干涉成像光谱技术是上世纪80年代发展起来的新型探测技术，利用干涉信息与光谱信息之间的傅里叶变换关系来复原目标的光谱信息，并且获取目标的二维空间信息。

在军事侦察、农产品检验、污染物监测等领域需要探测目标窄带（探测谱段的最大波数与最小波数之差远小于中心波数）谱段内的高光谱成像信息。利用干涉成像光谱仪对目标进行窄带高光谱成像探测具有高光通量、高光谱分辨率、高目标分辨率等优点。

在数据处理过程中要对干涉信息进行采样，目前普遍使用的采样方法是按照Nyquist定理对干涉信息进行采样，该方法可以复原从零频到最大探测波数的光谱。但当探测谱段为窄带光谱时，低于最小探测波数的复原光谱都是无用信息，这导致后期傅里叶变换的数据量的增加，进而影响光谱的复原效率。此外，对于像面干涉成像光谱仪，冗余数据不但会增加探测时间和数据量，而且增加对存储设备、传输设备等硬件的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种窄带高光谱的快速干涉成像方法及装置，对干涉成像光谱仪获取的干涉信息进行压缩采样，实现窄带干涉高光谱的快速探测，以解决干涉高光谱成像方法在探测窄带波段光谱时存在的计算数据冗余的问题。

技术方案

为了达到上述发明目的，本发明采用以下方法及装置予以实现。

窄带高光谱的快速干涉成像方法及装置。

第一步，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。

第二步，利用压缩采样频率σ_cs对干涉信息进行压缩采样。

第三步，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。

该装置利用该方法对窄带波段目标进行成像光谱探测，包括共轴设置的滤光组件（1）、干涉成像光谱仪（2）、面阵探测器（3），面阵探测器（3）与信号获取与处理系统（4）相连接。

发明效果

本发明的窄带高光谱的快速干涉成像方法及装置与现有其他方法相比，优势在于：

1、具备干涉成像光谱技术的优点：

（1）、面阵探测器之前器件为全光器件，无声光、电光调制、方法简单实用。

（2）、采用该发明方法的探测装置内无任何运动部件。

（3）、具有高目标分辨率、高通量、多通道的优点。

2、能够对窄带波段的光谱信号进行快速探测，提高干涉成像光谱探测的效率。

附图说明

图1为实现本发明方法的装置结构示意图

图2为利用本发明方法及装置对窄带波段光谱探测的结果，探测波段为两个不重合窄带波段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

窄带高光谱的快速干涉成像方法主要包括以下几个过程：

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（1,2,3，…）个非重叠的窄带光谱Δσ₁、Δσ₂…Δσ_N，且满足：

σ_L1＜σ_R1≤σ_L2＜σ_R2…≤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（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(N1);

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