[发明专利]多光谱成像数据处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种多光谱成像数据处理系统，尤其涉及一种8通道多光谱成像数据处理系统，属于多光谱成像领域。

背景技术

多光谱成像系统一般包括以下几个模块：多通道光谱图像获取模块(即光学系统)、光谱图像处理模块、光谱分析与模式识别等应用模块。

美国的Munsell实验室(1996)、法国的ENST研究机构(′EcoleNationaleSup′erieuredesT′elecommunications，1997)、日本的东京理工学院(TokyoInstituteofTechnology，1999)、日本的千叶大学(ChibaUniversityofJapan，1999)、意大利的锡耶纳大学(Universityofsiena，1999)、英国的德比大学(UniversityofDerby，2001)等研究机构也纷纷推出了自己的多光谱成像硬件系统。在对地观测领域，最典型的就是1999年12月18日美国NASA的对地观测卫星TERRA发射并搭载的中等分辨率的多光谱成像仪MODIS，目前正在多个应用领域发挥着重要作用。二十世纪九十年代末以来，成像光谱技术的研究出现了一个重要趋势：由色散型转向干涉型。遥感用干涉成像光谱技术中，获取像素辐射干涉图的方法主要有三种：迈克尔逊干涉法、偏振干涉法和共路(Sagnac)干涉法以及分波前干涉法。其中迈克尔逊干涉仪使用迈克尔逊的干涉方法通过动镜机械扫描，产生物面像素辐射的时间序列干涉图，对干涉图进行Fourier变换，便得到相应物面像素辐射的光谱图。它由前置光学系统、狭缝、准直镜、分束器、动镜、静镜、成像镜和探测器组成。两相干光束的最大光程差取决于动镜的最大可移动长度，通过动镜的移动可以获得很大的最大光程差，而光谱分辨力又与最大光程差成正比，从而迈克尔逊型干涉光谱仪可以实现相当高精度的光谱测量。共路(Sagnac)干涉法的原理为：前置光学系统将目标成像在准直系统的像方焦平面上，经准直透镜的光线由分光板分为两束光，光线经过Sagnic系统反射形成具有一定光程差的干涉光。经探测器收集得到干涉图像。所得干涉图像经傅立叶变换即可得到目标景物光谱图像。

偏振型干涉成像光谱仪不同于迈克尔逊干涉仪它是利用双折射偏振干涉方法，在垂直于狭缝(用于在推扫型仪器中选出目标上的一个行)的方向同时产生物面像素幅射的整个干涉图。该装置无运动部件，结构紧凑，抗外界扰动和震动能力强，并且属空间调制，实时性好，因此可用于测量光谱和空间变化的目标。

层析成像光谱仪(Computed-tomographyImagingSpectrometer，简称CTIS)将成像光谱图像数据立方体视为三维目标，利用特殊的成像系统记录数据立方体在不同方向上的投影图像，然后利用层析算法重建出数据立方体。计算层析(CT)的基本数学原理早在1917年就由奥地利数学家JohannRadon阐明；其基本思想是：一个较高维度的函数分布可以由它的一系列较低维度的投影函数来重建。基于这一原理，二十世纪60年代以来，CT被大量成功地应用在与医学和工业有关的图像检测领域。

在我国，近年来多光谱成像硬件系统的研究开发主要集中在航空航天遥感对地观测和显微光谱成像等领域，并且已经逐步在上述领域逐步得到应用。但是由于光学加工水平、器件来源等方面的原因，我国的多光谱成像系统的硬件制作水平与国际先进水平仍有一定差距。在成像数据方面也存在经验不足，应用无法展开的问题。因而还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种能够对多光谱成像数据进行处理的系统。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

相较于现有技术，本发明提供的多光谱成像数据处理系统包括前置光学系统、光谱分光器、图像传感器、图像采集卡、采样控制及数据处理计算机、采样控制和数据处理软件系统。

本发明提供的8通道多光谱成像数据处理系统，包括前置光学系统、光谱分光器、图像传感器、图像采集卡、采样控制及数据处理计算机、采样控制和数据处理软件系统，八通道多光谱成像数据处理系统在计算机程序的控制下运行，具有可视化操作界面；采集的原始光谱图像数据以通用图像文件格式保存在计算机的磁盘中以供配套软件做进一步处理，硬件技术指标为：

光谱测量范围：可见光420nm-780nm，近红外940nm

光谱图像通道数：8

光谱分辨率：全光谱范围的光谱曲线由8个8nm窄带采样点的数据拟合而成

图像数据：768×576像素

输出光谱数据：目标的光谱反射率