[发明专利]一种色散型光谱成像仪谱线弯曲校正方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光谱成像仪技术领域，尤其涉及一种色散型光谱成像仪谱线弯曲校正方法及装置。

背景技术

光谱成像技术是20世纪80年代发展起来的一种新型信息获取技术，可以同时获取目标的二维空间信息和一维光谱信息，在民用和军用领域得到了广泛应用。根据分光方式不同，光谱成像技术可以分为色散型、干涉型、可调谐滤光片型、计算层析型等。其中色散型光谱成像技术比较成熟，应用也最为广泛，但由于光学系统装调误差的存在，其谱线弯曲(smile效应)较大，因此，需要对每个像元进行精确的光谱定标，确定每个像元的工作中心波长和光谱辐射带宽，依据该中心波长矩阵可进行谱线弯曲校正，从而实现辐射能量采集的一致性。

关于像元工作中心波长的标定通常有两种方法：谱线灯法和单色仪法。由于大多数图像分析系统处理数据都认为对应一个光谱通道的所有空间像元具有相同的中心波长，谱线弯曲破坏了色散型光谱成像仪穿轨方向同一行/列不同位置像元光谱辐射能量采集的一致性，所以需要对系统采集到的辐射能量数据根据无偏离波长数据进行重采样以校正辐射能量的偏差，提高光谱辐射能量的一致性。

目前常用的谱线弯曲校正方法主要是插值法：认为第j个光谱通道第i+m个像元在第i个像元中心波长λ_j的光谱辐射能量近似值φ_i+m，j可以从第i+m列像元采集到的光谱辐射能量数据中重新构建，即由光谱曲线上波长λ_j附近的若干离散数据点插值得到。假设第i+m列像元采集到的光谱辐射能量数据为φ_i+m，1(λ_i+m，1)，φ_i+m，2(λ_i+m，2)，…，φ_i+m，j-1(λ_i+m，j-1)，φ_i+m，j(λ_i+m，j)，φ_i+m，j+1（λ_i+m，j+1)，…，φ_i+m，n-1(λ_i+m，n-1)，φ_i+m，n(λ_i+m，n)其中n为通道数，只需将这些离散数据与一个被称为插值核的有限长连续冲击响应卷积即可得到第(i+m,j)个像元对应第(i,j)个像元的中心波长λ_j的光谱辐射能量值φ′_i+m，j(λ_i，j)。该卷积核的具体形式可以是线性、三点二次多项式、四点三次Lagrange、五点四次Lagrange、三次Hermite和三次样条插值方法等。

插值方法的选择与光谱分辨率有关，不同插值方法在不同的光谱分辨率下其精度不同，所以通用性不强。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种色散型光谱成像仪谱线弯曲校正方法及装置，提高校正光谱的精度。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种色散型光谱成像仪谱线弯曲校正方法，包括：

计算第m列所有光谱通道中心波长与无偏离中心波长λ_j之间的欧氏距离，选择距离最小的位置点s以及所述位置点对应的中心波长为λ_m，s，在相邻的光谱通道上，选择与所述位置点s相邻的位置点以及所述相邻的位置点对应的中心波长，其中，m取值为1～N，j取值为1～M，M为穿轨方向的像素个数，N为沿轨方向的像素个数；

计算所述位置点s对应的中心波长λ_m，s与无偏离中心波长λ_j之间的欧氏距离，以及所述相邻的位置点对应的中心波长与无偏离中心波长λ_j之间的欧氏距离；

根据上述距离计算结果计算所述位置点s对应的中心波长λ_m，s的反距离权重值，以及所述相邻的位置点对应的中心波长的反距离权重值；

根据上述反距离权重值计算结果计算所述第m列对应所述无偏离中心波长λ_j的光谱辐射能量值。

一种色散型光谱成像仪谱线弯曲校正装置，包括：

位置确定单元，用于计算第m列所有光谱通道中心波长与无偏离中心波长λ_j之间的欧氏距离，选择距离最小的位置点s以及所述位置点对应的中心波长为λ_m，s，在相邻的光谱通道上，选择与所述位置点s相邻的位置点以及所述相邻的位置点对应的中心波长，其中，m取值为1～N，j取值为1～M，M为穿轨方向的像素个数，N为沿轨方向的像素个数；