[发明专利]基于双相机的高光谱低秩张量融合计算成像方法

说明书

本发明公开了一种基于双相机的高光谱低秩张量融合计算成像方法，包括：通过光谱压缩测量装置获取压缩光谱测量数据；利用全色相机装置获取高分辨全色图像；构造两路数据感知的前向测量算子，建立融合计算成像保真约束；结合全色图像非局部相似性，构造非局部高光谱图像块的4阶张量队列秩约束；建立自适应非局部低秩张量正则化模型；采取交替方向迭代算法计算获得高空间和光谱分辨率成像。本发明突破传统扫描成像方式，采取新型计算成像优化模型，不需要复杂的光谱成像器件，能够有效地学习空间、光谱和非局部模式的相关性，缓解高光谱成像的高空间分辨率和高光谱分辨率的矛盾，实现高信噪比、高光谱保真成像。

技术领域

本发明属于计算摄像学领域，尤其涉及一种基于双相机的高光谱低秩张量融合计算成像方法。

背景技术

近年来，高光谱图像在环境监测、军事侦察、医疗诊断等军用及民用领域都有重大的研究和应用前景。如何获得高质量的高光谱图像是光谱成像技术研究的重要方向。传统扫描方式，大都需要时序的扫描策略去捕获完整的三维光谱数据，这种成像方式比较耗时，硬件昂贵，且很难实现空间维和光谱维的高分辨率成像。最近基于压缩感知理论的计算成像方式得到了快速的发展，这种成像方式能从远少于传统成像方式所需的数据中复原高光谱图像。而其中压缩光谱测量装置与全色相机结合的双相机光谱成像系统受到了广泛的关注和研究，其中如何从两路采样数据中高精度地计算成像成为了问题的关键。此外，目前比较典型的压缩光谱测量装置有编码孔径快照光谱成像仪(Wagadarikar A,John R,WillettR,et al.Single disperser design for coded aperture snapshot spectral imaging[J].Applied Optics,2008,47(10)：B44-51.)和空谱编码成像系统(Lin X,Liu Y,Wu J,etal.Spatial-spectral encoded compressive hyperspectral imaging[J].AcmTransactions on Graphics,2014,33(6)：1-11.)