基于空间光调制器的高光谱成像系统的研究

发布时间：2017-10-02 02:17

  本文关键词：基于空间光调制器的高光谱成像系统的研究

  更多相关文章： 高光谱成像技术 光谱信噪比 空间光调制器(SLM) 纹理自适应采样

【摘要】：20世纪80年代,多光谱成像技术兴起,得到世界各国的重视和广泛研究,多光谱图像能够分析图像各个光谱波段的丰富信息,而且逐渐发展为研究各个光谱波段之间的连续性和相关性,即高光谱成像技术。高光谱成像技术提取图像每个像元的精细光谱,使人们更好的认识事物,经过深入的研究和发展广泛的应用在军事、工业、农业各个领域。光谱成像系统解决了普通相机难于获取光谱信息的难题,光谱成像系统的研究历经几十载,但由于对光谱分辨率的精度及光谱信噪比的要求日渐提高,系统在元件成本、光学性能、数据存储容量、降低冗余度等方面的难度也不断提高。本文首先围绕一种基于棱镜掩膜式的高光谱视频成像系统展开研究,该系统由两路光路组成,一路直接捕获场景经过下采样后的光谱数据,一路捕获场景完整的彩色空间信息。系统光谱分辨率、光通量及空间分辨率是研究高光谱成像系统性能的重要指标,在此基础上提出符合该系统的光谱信噪比理论模型,并通过实验分析增加光通量能够提高系统光谱信噪比。由于该系统采用固定采样点的掩膜板进行采样,限制了其在自适应采样、降低数据量等方面的研究与应用。本文在已有的多光谱视频成像系统上,引进空间光调制器(SLM),即基于SLM的高光谱成像系统,针对场景的不同特点,对其进行采样。本文提出纹理自适应采样方法,在不影响光谱数据重建准确率的情况下,减少相机拍摄得到的数据量,并通过实验分析方法的可行性。最后通过搭建基于空间光调制器的光谱视频成像系统,对其进行简单的介绍,并针对该系统建立数学模型,将压缩感知理论引进该系统。
【关键词】：高光谱成像技术 光谱信噪比 空间光调制器(SLM) 纹理自适应采样
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN761;TH744.1
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 HSI技术的发展10-11
• 1.2.1 国内发展现状10-11
• 1.2.2 国外发展现状11
• 1.3 HSI技术的应用11-14
• 1.3.1 军事领域的应用12
• 1.3.2 民用领域的应用12-14
• 1.4 HSI存在的问题分析14
• 1.5 本文主要研究内容14-16
• 第二章 高光谱成像系统16-24
• 2.1 计算层析成像光谱系统(CTIS)16-18
• 2.1.1 CTIS基本原理17
• 2.1.2 CTIS应用与研究17-18
• 2.2 编码孔径光谱成像仪（CASSI）18-20
• 2.2.1 CASSI基本原理19
• 2.2.2 CASSI应用与研究19-20
• 2.3 棱镜掩模式光谱视频捕获系统20-23
• 2.3.1 系统发展历程20-23
• 2.3.2 HSI光谱采集技术小结23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 基于棱镜掩膜的高光谱成像系统24-35
• 3.1 AHVIS相关工作24-28
• 3.1.1 AHVIS系统介绍24-25
• 3.1.2 AHVIS性能分析25-28
• 3.2 光谱信噪比研究28-30
• 3.2.1 成像信噪比28-29
• 3.2.2 光谱信噪比29-30
• 3.3 光谱信噪比实验分析30-34
• 3.3.1 光谱数据的获取30-32
• 3.3.2 SSNR数据分析32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 基于空间光调制器的采样方法研究35-43
• 4.1 引言35-36
• 4.2 纹理自适应采样方法36-38
• 4.2.1 纹理分割36-38
• 4.2.2 小波分析38
• 4.3 实验分析38-42
• 4.3.1 SLM采样模式40-41
• 4.3.2 仿真结果41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 基于空间光调制器的高光谱成像系统43-53
• 5.1 系统搭建43-45
• 5.1.1 空间光调制器44-45
• 5.1.2 采样模式控制45
• 5.2 系统数学建模45-48
• 5.2.1 数学模型45-48
• 5.2.2 压缩感知48
• 5.3 压缩光谱成像48-52
• 5.3.1 基于SLM的压缩光谱成像49
• 5.3.2 压缩光谱成像实验49-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 论文工作总结53-54
• 6.2 未来工作展望54-55
• 参考文献55-59
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文59-60
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利60-61
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目61-62
• 致谢62

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本文编号：956989