[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

摘要

本发明提出了一种基于光纤视场合成光谱成像仪的数据复原方法。首先通过图像处理的方法获取光纤束面端分布情况，并采用滤光片蚀刻的方法获取与光纤束面端分布相同的奇偶滤光片。然后利用均匀光源及奇偶滤光片获取未受到相邻光纤辐射干扰的探测器数据，并利用此数据求解光纤在各探测器上的能量分布。最后利用视场合成光纤光谱成像仪成像关系建立光纤输入信号与探测器输出信号的成像方程，并通过求解该方程实现通过探测器输出复原光纤输入，进而利用光纤输入辐射信号重建二维空间及一维光谱信息。

主权项

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；ε2i'+1,y‑1+ε2i'+1,y＝1；ε2i',y‑1+ε2i',y＝1；式中，i’为光纤序号，ε2i’+1，y为第2i’+1根光纤在探测器第y列像元上的分布系数，ε2i’+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，ε2i’，y为第2i’根光纤在探测器第y列像元上的分布系数，ε2i’，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,λx)为定标时第2i'+1根光纤在第x行探测器对应波长λx上的输出强度，F_cali(2i',λx)为定标时第2i'根光纤在第x行探测器对应波长λx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，λx)为第i根光纤在第x行探测器对应波长λx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，λx)获取各光纤的面端输入辐射强度F’：F'(x,y)＝F(i,λx)/ξ(i,λx)；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。