[发明专利]一种远距离多光谱高分辨成像方法及系统

权利要求书

1.一种远距离多光谱高分辨成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100，携带有目标物(1)的光经过物镜(2)汇聚后经过孔径光阑(3)滤除杂散光，随后光通过目镜射入成像装置(7)中；

步骤200，入射所述成像装置(7)的光逐级经过所述成像装置(7)的多级设置的滤光器件并通过每级对应的成像镜头后被每级对应的图像传感器采集并生成对应的图像信息，多个所述图像信息输入计算机(20)中生成一幅多光谱图像；

步骤300，将所述成像装置(7)进行多次平移，每次平移后重复步骤100和步骤200，以生成多幅多光谱图像；其中，每次平移前的位置与平移后的位置至少具有50％的重叠；

步骤400，所述计算机(20)将所述多幅多光谱图像通过傅里叶叠层进行重建以扩大视场孔径，生成一幅多光谱重建图像。

2.根据权利要求1所述的一种远距离多光谱高分辨成像方法，其特征在于，每级滤光器件的数量为一个，且设置至少三级滤光器件，每级滤光器件对应设置一个成像镜头和一个图像传感器，末级滤光器件(11)后还设置有末级成像镜头(12)和末级图像传感器(16)；

所述步骤200的具体步骤为：

入射所述成像装置(7)的光经过其中一级滤光器件时被分为两束光，一束光为被滤光器件反射进入本级对应的成像镜头中，然后被图像传感器采集生成对应的图像信息，另一束光为通过本级滤光器件进入下一级滤光器件，通过末级滤光器件(11)的另一束光进入末级成像镜头(12)后被末级图像传感器(16)采集生成对应的图像信息，多个所述图像信息输入计算机(20)中生成一幅多光谱图像。

3.根据权利要求1所述的一种远距离多光谱高分辨成像方法，其特征在于，所述成像装置(7)的平移轨迹为正方形，平移次数至少为3×3次。

4.根据权利要求1所述的一种远距离多光谱高分辨成像方法，其特征在于，所述步骤400的具体步骤包括：

步骤401，预设目标物(1)的物函数为o₀(x₀，y₀)，则所述物函数的高分辨率频谱为其中，x₀，y₀表示目标物(1)的位置坐标，k_x，k_y表示目标物(1)转换到频谱域后的位置坐标；

步骤402，根据公式(1)计算所述图像传感器在坐标(x′_i，y′_i)时的低分辨率估计光场

其中，x，y表示目标物(1)的空域坐标；k_xi，k_yi表示频谱域第i个平移位置处的坐标；P表示光瞳函数；表示目标物(1)的成像经过傅里叶变换后被低通滤波后的函数；O表示重建图像过程中变化的目标函数；

步骤403，利用在位置(x′_i，y′_i)处所述多光谱图像的振幅I_i替换所述估计光场的振幅，并保持相位信息不变，获取替换后的估计光场为：

步骤404，将所述替换后的估计光场变换至频域，更新所述高分辨率频谱中相应的子区域，其他区域保持不变，更新函数如公式(3)所示：

步骤405，对于所述成像装置(7)在所有平移后的位置下采集得到的全部所述多光谱图像，重复执行步骤402-到步骤404，以完成迭代过程；

步骤406，重复步骤402-步骤405至n次并至迭代收敛，完成高分辨率目标频谱函数的重建过程，将其进行傅里叶变换，得到目标物(1)的高分辨率复振幅信息，也即是多光谱重建图像；

其中，迭代过程符合收敛判别式(4)：