[发明专利]一种干涉光谱成像仪相位误差修正方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及干涉光谱成像仪技术领域，尤其涉及一种干涉光谱成像仪相位误差修正方法及装置。

背景技术

干涉光谱成像技术是20世纪90年代发展起来的一种新型信息获取技术，由于具有诸多原理性的优点，在环境监测、资源调查等诸多领域具有很高的应用价值和潜力。在应用需求的牵引和推动下，在短短十几年的时间里，干涉光谱成像技术得到了飞速发展，出现了多种形式的干涉光谱成像仪，并在航空航天遥感中发挥了重要的作用。

由于干涉光谱成像仪获取的干涉数据是一种中间数据，不能为用户直接所用，必须通过光谱复原后才能得到为用户所用的光谱数据。理想情况下，仪器获得的干涉图是对称干涉图，傅立叶变换后虚部为零，复原得到的谱函数为实函数，而实际上，由于数据采集和仪器研制过程中存在各种各样的误差，导致获取的干涉图不再对称，对它直接进行处理得到的光谱函数将是个复数，也就是说它的虚数部分不为零。如果仅仅使用复数光谱函数的实数部分表示真实光谱，就会存在误差。为了得到目标的真实光谱，必须对干涉仪得到的每一幅干涉图进行相位误差修正。

目前常用的相位误差修正方法有三种：绝对值法、Mertz法和Forman法。

绝对值法适用于双边采样干涉图，由于采用平方和计算目标光谱，将所有噪声都转化为正值，所以复原光谱的信噪比较低，在对复原光谱精度要求较高的情况下并不适用。另外，为了减小数据量，降低对传输带宽的要求，干涉光谱成像仪通常采用单边过零采样方式，所以相对来说，Mertz法和Forman法更为常用。

Mertz法主要是在频域对复原光谱进行修正处理。具体的，首先对滤波、切趾后的干涉图(以下简称预处理干涉图)做傅立叶逆变换，得到光谱函数，然后再提取预处理干涉图的小双边部分做傅立叶逆变换，计算相位误差最后利用相位误差指数因子与光谱函数相乘，取其实数部分即为复原光谱。Mertz法算法简单，但只做一次修正处理，修正精度有限。

Forman法主要是在时域对干涉图进行修正处理。具体的，提取预处理干涉图的小双边部分做傅立叶逆变换，计算相位误差再对做傅立叶变换，得到对称函数F(x)，将F(x)进行滤波，切趾后与预处理干涉图做卷积处理，得到卷积干涉图，再提取卷积干涉图的小双边部分计算相位误差和对称函数，与卷积干涉图继续做卷积处理，重复以上步骤，经过多次卷积后原干涉图就变成对称干涉图，这时再做傅立叶逆变换即可得到目标光谱。Forman法计算精度较高，但多次卷积处理会影响处理效率。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种干涉光谱成像仪相位误差修正方法及装置，改善修正精度与处理速度。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种干涉光谱成像仪相位误差修正方法，包括:

对干涉光谱成像仪获取的干涉图的小双边部分进行IFFT快速傅立叶逆变换得到相位因子，以及对所述相位因子进行FFT快速傅立叶变换得到对称化函数；

将所述干涉图与所述对称化函数进行卷积处理得到卷积干涉图；

对所述卷积干涉图进行IFFT得到复原光谱函数，以及对所述卷积干涉图的小双边部分进行IFFT得到相位误差因子；

根据所述相位误差因子对所述复原光谱函数进行修正，得到目标光谱函数。

一种干涉光谱成像仪相位误差修正装置，包括:

干涉图修正单元，用于对干涉光谱成像仪获取的干涉图的小双边部分进行IFFT快速傅立叶逆变换得到相位因子，以及对所述相位因子进行FFT快速傅立叶变换得到对称化函数；用于将所述干涉图与所述对称化函数进行卷积处理得到卷积干涉图；

光谱修正单元，用于对所述卷积干涉图进行IFFT得到复原光谱函数，以及对所述卷积干涉图的小双边部分进行IFFT得到相位误差因子；用于根据所述相位误差因子对所述复原光谱函数进行修正，得到目标光谱函数。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，先在时域对干涉图进行修正，再在频域对光谱函数进行修正，提高复原光谱的精度，同时兼顾计算速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例干涉光谱成像仪相位误差修正方法的流程示意图。

图2为本发明实施例干涉光谱成像仪相位误差修正装置的构成示意图。