[发明专利]一种成像光谱仪定标位置修正的方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种成像光谱仪定标位置修正的方法，分别根据图像处理方法与光学理论设计方法计算出多个定标波长各自对应在成像光谱仪成像图中的光斑实际位置与光斑理论位置；然后根据计算出各光斑实际位置与相应的光斑理论位置的偏差对谱图矩阵中相应波长对应的位置进行调整，以完成对成像光谱仪定标位置的修正。本申请提供的技术方案通过在线检测光学理论设计造成的定标偏差，获得准确度高的谱图矩阵，提高了成像光谱仪定标谱图矩阵的精度，输出了高精度的光谱，提高了成像光谱仪系统精度以及测量精度。此外，本发明实施例还提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置具有相应的优点。

技术领域

本发明涉及成像光谱仪应用技术领域，特别是涉及一种成像光谱仪定标位置修正的方法及装置。

背景技术

传统的成像系统只能获得目标景物的空间图像信息，传统的光谱仪是通过得到随着波长变化的辐射强度曲线的光谱信息来确定物质特性，从而得到目标光谱信息。成像光谱技术将光学成像技术与光谱探测技术相结合形成了新型遥感技术，解决了传统光学成像仪有像无谱和传统光谱仪有谱无像的问题。

成像光谱仪(高光谱分辨率遥感)其光学系统由前置望远系统与光谱成像系统组成，通过入射狭缝将二者有机组合在一起。光学成像系统在获得被测目标的空间信息时，通过光谱系统把被测物体的辐射分解成不同波长的辐射，每一个像元可在一个光谱范围内获得几十甚至几百个连续的窄波段信息，能够将这些信息转化为一条平滑而且连续的光谱曲线，从而通过对光谱曲线的分析进行物质的识别与分类。

成像光谱仪的定标是确定其探测单元输出数字量与接收到的电磁波信号间定量关系的过程。定标为不同的遥感仪在不同时间、不同地点测得的成型光谱数据提供统一参照，是对成像光谱数据进行定量化分析的前提。光谱仪在研制完成出厂之后，由于仪器内部元件受温度变化等原因会产生形变以及在受到冲击后内部元件相对位置发生变化，造成探测器中各个像素点与波长一一对应关系发生变化，导致输出的光谱精度有偏差，因此需要使用过程中进行重新定标。

现有技术对成像光谱仪进行定标时，采用图像处理的方法计算5个指定波长在图像中的真实位置，然后利用几何光学理论分别计算这5个指定波长在图像中的理论位置。通过调整光学理论设计中的参数微调指定波长在图像中理论位置，将在参数调整过程中计算出的理论位置与图像处理方法计算得到的真实位置最相近的一组参数数据用来生成谱图矩阵。

由于需要同时兼顾5个波长，定标过程中，无法找到同时满足5个指定波长的理论位置与图像计算真实位置同时偏差很小的参数数据，而直接由理论光学计算的谱图矩阵与真实谱图矩阵差距很大，导致获得的谱图矩阵出现较大偏差，精度不高，难以满足工作以及科研的需求。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种成像光谱仪定标位置修正的方法及装置，提高了定标的准确度和精度，从而提高了成像光谱仪的输出光谱精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种成像光谱仪定标位置修正的方法，包括：

根据图像处理方法分别计算预设个数的定标波长对应在成像光谱仪成像图中的光斑实际位置；

根据光学理论设计方法分别计算各所述定标波长对应在成像光谱仪成像图中的光斑理论位置；

计算各所述光斑实际位置与相应的光斑理论位置的偏差，并根据各所述偏差调整成像光谱仪谱图矩阵中相应波长对应的位置，以完成对成像光谱仪定标位置的修正。

优选的，在所述并根据各所述偏差调整成像光谱仪谱图矩阵中相应波长对应的位置，以完成对成像光谱仪定标位置的修正之后还包括：

根据当前波长与各所述定标波长的关系，以及各所述偏差对成像光谱仪谱图矩阵中各非定波波长的波长对应的位置进行修正。