[发明专利]一种编码光谱成像系统的数据修正方法

说明书

本发明涉及一种编码光谱成像系统的数据修正方法。通过在编码数据重构前，首先对原始数据减暗电流完成暗像元修正，然后通过坏像元定位加像元替代模式完成坏像元校正，最后通过拟合曲面归一化的方式完成编码模板校正，解决系统编码误差和成像误差，提高编码模板数据的准确性，最终提高了编码重构的准确性。

技术领域

本发明涉及一种编码光谱成像系统的数据修正方法。

背景技术

光谱成像技术是一种集光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术等与一体的新型探测技术，在获取目标的光谱特性曲线的同时，还可以获得目标的空间几何信息。由于传统成像体制，往往存在硬件工艺难以实现、海量数据传输压力大、系统光能利用率低等问题，因此，需要探索新的光谱成像技术原理。编码光谱成像技术正是一种新型的计算型光谱成像技术，其包括哈达码编码光谱成像技术和压缩编码光谱成像技术，二者都是通过编码模板调制实现光信息的调制混叠，然后,通过图谱重构，得到目标光谱图像信息，其具有多通道探测的优势，而压缩编码光谱成像技术还具有低数据采样和低硬件要求等特点。

通常，编码光谱成像系统获取的数据也存在待修正的问题。比如，由于探测器存在坏像元，或者编码模板与探测器像元不匹配，引起编码错误，或者编码数据非编码性混叠，导致重构结果出错，因此，需进行坏像元修正等。

对于坏像元修正，传统的方法是通过积分球照射观测，以像元极亮或极暗来寻找坏像元，然后，通过临近像元均值替代法进行坏像元修正，然而，该均值替代法对于编码型光谱成像系统来说，由于编码设计的存在，使得笼统的均值替代无法准确定位坏像元的真实编码效果，因此，针对编码光谱系统来说，还需进行更细化的坏像元修正方法。

同时，由于编码模板由不同编码单元组成，其整体编码传递函数由编码矩阵唯一表示，因此，编码成像结果由各个编码单元确定。而实际实现中，可能会存在编码单元与探测器单元不匹配的问题，或者探测器响应不一致出现幅值差异的问题。

发明内容

为了解决编码光谱成像系统中坏像元修正效果差且因编码模板偏差，出现的实际编码成像与设计编码成像不一致的问题，本发明提供一种编码光谱成像系统的数据修正方法。

本发明的技术方案是提供一种编码光谱成像系统的数据修正方法，包括以下步骤：

步骤一：对编码模板图像与实际观测图像中的坏像元进行校正；坏像元校正的步骤为：

步骤1.1)：确定坏像元的位置；

步骤1.2)：修正编码模板图像与实际观测图像中的坏像元；

步骤二：对编码模板的模板数据进行修正。

进一步地，通过如下过程确定坏像元的位置：

首先，在黑暗条件下，对探测器进行成像，确定亮像元(幅值异常极大)位置，记为(X1，Y1)；

然后，在积分球照射下，再对探测器进行成像试验，确保成像区域的幅值不饱和，确定暗像元(幅值异常极小)位置，记为(X2，Y2)；

两种情况下，只要有一种情况出现异常，则该像元为坏像元，因此坏像元位置为：

(X,Y)＝(X1，Y1)||(X2，Y2)。其中，(X1，Y1)表示黑暗条件下的极亮点位置，(X2，Y2)表示积分球照射下的极暗点位置。

进一步地，上述步骤1.2)中编码模板图像中坏像元的修正：

在单色仪或单色激光照射下，对成像系统进行成像试验，获取探测器图像；

当编码光谱成像系统为压缩编码光谱成像系统时，将步骤1.1)中确定的坏像元幅值修正为该像元对应实际设计的编码值；