基于探测信号叠加的推扫式压缩多光谱关联成像

发布时间：2022-01-12 15:23

　　针对推扫模式下多光谱关联成像重构图像模糊、信噪比低问题,提出了一种利用探测信号叠加提高重构图像信噪比的多光谱关联成像方案.该方案基于稀疏约束关联成像光谱相机实验系统,通过单次曝光获得一帧探测信号,对前后帧连续探测信号进行错位叠加,计算出系统总探测矩阵,结合标定测量矩阵,采用压缩感知算法得到待测目标物体重构图像.数值模拟和实验结果表明:适当延迟曝光时间可以提高系统重构图像质量;相同曝光时间条件下,利用探测信号错位叠加的推扫10帧重构图像信噪比明显高于单帧多光谱重构图像. 

【文章来源】：光子学报. 2020,49(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

基于稀疏约束关联成像光谱相机系统光路图

原理样机成像系统由一个基于稀疏约束关联成像光谱相机和一个监视相机组成，搭载到位于地面三脚架上的全景云台上实现推扫工作模式，如图2(a）所示.监视相机主要用于完成对待测目标物体的对准，光谱相机完成目标光谱图像信号的接收、调制、探测.相机的曝光次数设为tk，单次曝光可重构p×q个像元的10个谱段图像，后一帧图像的视场相对于前一帧图像移动d列像素，前后帧图像存在q-d行重叠区域，如图2(b）所示.假设初始探测（设定为第0次探测）时探测面上第j列(j=1,2，?n)像元的输出信号为

测量矩阵A采用多光谱关联成像原理样机系统标定时的实测实验数据.将探测矩阵Y和测量矩阵A代入式（2），利用压缩感知算法即可重构出单帧探测的多光谱重构图像.如果将后续9次曝光的探测信号按照式（6）直接对准叠加，得到总的探测矩阵Yj，代入式（2）获得直接对准叠加的重构图像；如果将后续9次曝光的探测信号按照式（9）进行错位叠加，得到总的探测矩阵Yj′，代入式（2）得到错位叠加的重构图像.为定量说明重构图像质量，本文采用均方根误差对多光谱图像重构质量进行评价，定义为

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向实际应用的GISC Lidar近期研究进展与思考[J]. 龚文林,王成龙,梅笑冬,潘龙,王鹏威,陈明亮,薄遵望,李望,高昕,韩申生.  红外与激光工程. 2018(03)
[2]关联成像目标重构的伪逆迭代降噪方法[J]. 张红伟,郭树旭,张驰,羊超,曹军胜,郜峰利.  光子学报. 2017(02)



本文编号：3585010