[发明专利]一种基于光纤视场合成光谱成像仪的数据复原方法

权利要求书

1.一种基于光纤视场合成光谱成像仪的数据复原方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：标定光纤与探测器的相对位置，获得各光纤能量在探测器像元上的分布系数；

1a、分别采集经奇数位置滤光片及偶数位置滤光片遮挡后视场合成光纤束中每根光纤在探测器像元上的信号输出；所述奇数位置滤光片及偶数位置滤光片与视场合成光纤束面端排布相对应；

其中奇数位置光纤信号输出为DN_cali(x,y)_odd，偶数位置光纤信号输出为DN_cali(x,y)_even；x为探测器空间维度，y为探测器光谱维度；

1b、利用探测器暗电平参数DC(x,y)及探测器辐射定标参数Par(x,y)修正DN_cali(x,y)_odd及DN_cali(x,y)_even，获得奇数位置光纤信号输出强度Rad_cali(x,y)_odd及偶数位置光纤信号输出强度Rad_cali(x,y)_even；

Rad_cali(x,y)_odd＝[DN_cali(x,y)_odd-DC(x,y)]·Par(x,y)

Rad_cali(x,y)_even＝[DN_cali(x,y)_even-DC(x,y)]·Par(x,y)；

1c、根据Rad_cali(x,y)_odd及Rad_cali(x,y)_even确定各光纤能量在探测器像元上的分布系数ε；

ε_2i'+1,y-1+ε_2i'+1,y＝1；

ε_2i',y-1+ε_2i',y＝1；

式中，i’为光纤序号，ε_2i’+1，y为第2i’+1根光纤在探测器第y列像元上的分布系数，ε_{2i’+1，y-1}为第2i’+1根光纤在探测器第y-1列像元上的分布系数，ε_2i’，y为第2i’根光纤在探测器第y列像元上的分布系数，ε_2i’，y-1为第2i’根光纤在探测器第y-1列像元上的分布系数，F_cali(2i'+1,λ_x)为定标时第2i'+1根光纤在第x行探测器对应波长λ_x上的输出强度，F_cali(2i',λ_x)为定标时第2i'根光纤在第x行探测器对应波长λ_x上的输出强度；

步骤2：数据复原

2a、采集待测目标数据DN_obs，利用下述公式求解待测光纤线端输出强度F；

其中F(i，λ_x)为第i根光纤在第x行探测器对应波长λ_x上的输出强度；

2b、通过待测光纤线端输出强度F及光纤透过率定标系数ξ(i，λ_x)获取各光纤的面端输入辐射强度F’：

F'(x,y)＝F(i,λ_x)/ξ(i,λ_x)；

2c、最后利用光纤线端与面端空间蛇形对应关系，采用线端蛇形折叠的方式，将F′(x,y)复原至三维数据立方体。

2.根据权利要求1所述的基于光纤视场合成光谱成像仪的数据复原方法，其特征在于：通过下述步骤制备步骤1a中与视场合成光纤束面端排布相对应的奇数位置滤光片及偶数位置滤光片：

1)：获取视场合成光纤束面端的排布特性；

1.1)：利用光源对光纤线端进行照射，点亮光纤束面端，并在面端利用探测器接收输出光纤输出，获取光纤束面端图像；

1.2)：基于获取的图像数据，首先进行预处理，填补出现缺损的光纤束面端图像；

1.3)：再通过选取阈值，对图像进行二值化操作，再利用图像形态学操作抑制偶然噪声，并通过图像连通域分析，分离各条光纤，对每个连通域求其重心与半径，并以各连通域重心作为光纤圆心坐标，通过确定面端光纤的每根光纤圆心位置及半径，获取光纤束面端的排布特性；

2)：根据视场合成光纤束面端的排布特性用激光蚀刻的方式分别制备与视场合成光纤束面端排布相同的奇数位置滤光片及偶数位置滤光片。