[发明专利]一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法

权利要求书

1.一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特征在于：依次包括以下 几个步骤：

步骤1：利用近场大孔径时空联合调制干涉成像光谱仪，通过步进扫描的方法 获取目标的原始像面干涉图序列；

步骤2：利用原始像面干涉图生成快视图，并判断采样情况，以保证扫描方式 为过采样扫描；

步骤3：根据目标中某一像素点在像面干涉图序列中的不同像元位置，计算图 像在像面上的扫描步长与探测器单像元宽度的误差；

步骤4：对原始像面干涉图序列进行判别并校正，得到校正后的像面干涉数据 立方体；

步骤5：对校正后的像面干涉数据立方体进行重组，获取目标的像素干涉数据 立方体；

步骤6：对像素干涉立方体进行傅里叶变换复原得到目标的光谱数据立方体。

2.根据权利要求1中所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特 征在于：所述的步骤1中，步进扫描方法为前置摆镜转动、目标载物平台平动、 仪器装载平台转动等步进扫描方式。

3.根据权利要求1中所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特 征在于：所述步骤4中，利用“过二分之一判据”将像面干涉图序列中的每一 帧进行判别，并删除冗余的无效帧。

4.根据权利要求1所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特征 在于：所述的步骤5中，删除像面干涉图序列中的冗余无效帧后，保持原有的序 列采集顺序不变，剩余帧组成校正后的像面干涉数据立方体。

5.根据权利要求1所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特征 在于：步骤2中，按照步进扫描的顺序提取像面干涉图序列中每帧的第一行，组 成一幅新的图像，即为像面干涉图序列的快视图；要求目标干涉图序列采集为过 采样；若欠采样，应重新调整扫描步长并采集干涉图序列。

6.根据权利要求1所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特征 在于：步骤3中，探测器单像元宽度为a，原始像面干涉图中目标某一点经过扫描 步数M后，其像点在像面干涉图的位置移动了N个像素，移动误差为d，则

d＝(M-N)/M

每次扫描步长比一个像素宽度小da的距离。

7.根据权利要求1所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其特征 在于：步骤4中，利用“过二分之一判据”将像面干涉图序列中的过采样产生的 冗余帧删除，保持有的采样帧序不变，剩余的像面干涉图序列可直接组成像面干 涉数据立方体；

在过采样时，干涉数据立方体中的目标像元点将部分包含沿着扫描方向的下 一像元点的信息，下一像元点占前一像元点的比例为扫描误差d；对目标景物上 的某一像素而言，自第二帧开始，每帧增加一个扫描误差d；“过二分之一判据” 的具体内容为：设D＝n+0.5，(n＝0,1,2,3…),将累计误差大于D的第一帧判断为 过采样冗余帧；在像面干涉图序列中，将累计误差大于0.5,1.5,2.5,3.5,…的第 一帧为过采样冗余帧；利用“过二分之一判据”将全部冗余帧删除，其他帧依原 始扫描顺序不变，即可直接获得校正后的像面干涉数据立方体。

8.根据权利要求1所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其 特征在于：步骤5中，在校正后的像面干涉图序列中提取目标单个像素不同光程 差对应的灰度值，形成一行干涉强度数据。对每个像素重复以上重组过程，可以 得到目标的像素干涉数据立方体。像素干涉数据立方体中的一行数据对应目标图 像中一个像素点的干涉强度数据；一帧数据对应目标图像中一列图像像素的干涉 强度数据。

9.根据权利要求1所述的一种近场步进扫描成像光谱仪的数据处理方法，其 特征在于：所述的方法在物证鉴定、农业生产、资源勘探、环境监测、防灾减灾、 物质鉴别、公共安全等领域的应用。