[发明专利]一种短中长波红外光谱字典的构建方法及系统

权利要求书

1.一种短中长波红外光谱字典的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：测量在可变输入信号条件下红外三原色传感器组的红外光谱响应曲线；其中，所述红外三原色传感器组包括：短波红外传感器、中波红外传感器和长波红外传感器；

S2：采用所述红外三原色传感器组的所述红外光谱响应曲线进行归一化处理作为光谱基函数，以红外成像传感器组对应的三刺激值各自在三刺激值总量中所占的比例作为红外波段的色品，形成红外三原色色品图；

S3：对所述红外光谱响应曲线进行加权组合，构建初始像方红外光谱字典；

S4：将所述红外三原色色品图进行多尺度离散化处理，对离散生成的色度坐标聚类成不同群组，将群组中各点色度坐标对应的红外光谱响应曲线进行加权组合，生成新的像方红外光谱添加至初始像方红外光谱字典中，生成最终的像方红外光谱字典；

S5：将三个不同温度的物方普朗克曲线进行加权组合，构建物方普朗克光谱字典；其中，三个不同温度的物方普朗克曲线按照温度高低分别为高温物方普朗克曲线、中温物方普朗克曲线和低温物方普朗克曲线；

S6：采用最终的像方红外光谱字典和物方普朗克光谱字典构建短中长波红外光谱字典。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，S5和S6之间还包括以下步骤：

选取预设的真实目标和背景，采用红外三原色传感器组获取真实目标和背景的像方红外光谱；

将所述真实目标和背景的像方红外光谱添加至最终的像方红外光谱字典中。

3.根据权利要求1或2所述的构建方法，其特征在于，S4具体包括以下步骤：

以不同的光谱分辨率在红外三原色色品图上取点，对所述红外三原色色品图进行离散化处理，构建红外三原色传感器组的多重尺度光谱曲线；其中，尺度大小为光谱分辨率的变化；

将按照不用光谱分辨率离散生成的色度坐标聚类成不同群组；

对红外三原色色品图上的单个点，根据中波红外和长波红外以及短波红外的三个坐标值加权叠加，计算红外三原色色品图上单个点对应的像方红外光谱曲线；

对红外三原色色品图上聚集的相邻点集合，将每个点对应的中波红外和长波红外以及短波红外三个坐标值分别相加，除以坐标点的个数，作为加权系数对每个波段对应的红外光谱响应曲线进行加权得加，构建新的像方红外光谱曲线；

对红外三原色色品图中的线段，将线段上每个点对应的中波红外和长波红外以及短波红外三个坐标值分别相加，均除以线段上点的个数，将三个坐标值的计算结果分别作为对应波段红外光谱响应曲线的加权系数进行叠加计算，构建新的像方红外光谱曲线；

对红外三原色色品图中的曲线，根据曲线上每个点在曲线上的位置关系，将每个点对应的中波红外和长波红外以及短波红外三个坐标值分别相加，均除以线段上点的个数，将三个坐标值的计算结果分别作为对应波段红外光谱响应曲线的加权系数进行叠加计算，构建新的像方红外光谱曲线；

将所有新的像方红外光谱曲线均添加至初始像方红外光谱字典中，生成最终的像方红外光谱字典。

4.根据权利要求1或2所述的构建方法，其特征在于，物方普朗克光谱字典的基元表示如下：

其中，Planck_curve_H表示高温普朗克曲线基元；Planck_curve_M表示中温普朗克曲线基元；Planck_curve_L表示低温普朗克曲线基元；α表示为使高温物方普朗克光谱曲线、中温物方普朗克光谱曲线和低温物方普朗克光谱曲线的数量级相同，三种温度物方普朗克曲线所乘的面积系数；c₁表示第一辐射常数；c₂表示第二辐射常数；λ为物方普朗克光谱的波长，T为绝对温度，单位为K。