一种提高液晶可调谐滤波器光谱重建精度和分辨率的方法

摘要

本发明公开了一种提高液晶可调谐滤波器光谱重建精度和分辨率的方法，该方法利用的装置包括成像目标(1)、准直系统(2)、液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)、成像透镜(4)和探测器阵列(5)，该方法包括如下步骤：1)设定液晶可调谐滤波器非均匀采样点的波长；2)获取液晶可调谐滤波器成像光谱数据，并进行预处理；3)建立液晶可调谐滤波器非均匀采样点的光谱混叠函数模型；4)结合Richardson‑Lucy算法进行光谱重建。本发明的方法有效地提高了光谱的分辨率，光谱特征峰的位置精度和幅度精度。

主权项

一种提高液晶可调谐滤波器光谱重建精度和分辨率的方法，所述方法利用的装置包括成像目标(1)、准直系统(2)、液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)、成像透镜(4)和探测器阵列(5)，成像过程如下：成像目标(1)发出或反射的光经准直系统(2)准直，再经过液晶可调谐滤波器LCTF(3)滤光，最后经成像透镜(4)成像于探测器阵列(5)上，调节液晶可调谐滤波器LCTF(3)的控制电压，使设定波长的光通过，如此扫描获得各个波段的图像数据，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1)设定液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)非均匀采样点波长；首先根据成像目标(1)的光谱范围，设定初始采样点波长，并获取该波长处液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)光谱透过率曲线；再用高斯分布模型对光谱透过率曲线进行拟合并计算拟合后的带宽b_w；然后计算与后一个采样点的间隔Δλ，Δλ与带宽成b_w一定比例，如此依次设定下去，直至达到光谱范围上限；步骤2)获取液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)成像光谱数据，并进行预处理；液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)成像光谱数据是通过液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)光谱成像系统对目标进行分时扫描成像获得的，而扫描波长设置为步骤1)中所设定的非均匀采样波长；步骤3)建立液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)非均匀采样点的光谱混叠函数模型，通过组合步骤1)中所有非均匀采样点波长处拟合完毕的光谱透过率曲线而形成；步骤4)结合Richardson‑Lucy算法进行光谱重建，算法进行光谱重建的迭代关系式如下：$o^{new}(u_0,v_0,{\gamma }_0)=\frac{o^{old}(u_0,v_0,{\gamma }_0)}{{\Sigma }_{\lambda }{h}_2(\lambda ,\gamma )}{\Sigma }_{x,y,\lambda }\frac{D(x,y,\lambda )}{i^{old}(x,y,\lambda )}{h}_2(\lambda ,\gamma )$i^old(x，y，λ)＝∑_x，y，λo^old(u，v，λ)h₂(λ，γ)其中，D(x，y，λ)为步骤2)中所得的三维数据立方体，h₂(λ，γ)是步骤3)中液晶可调谐滤波器(LCTF)(3)的光谱混叠函数SMF，o^new(u₀，v₀，γ₀)和o^old(u₀，v₀，γ₀)分别为真实光谱图像迭代前、后的数据，i^old(x，y，λ)为不含噪声的图像数据，设定一个真实光谱图像数据的初始估计，当迭代终止条件满足就停止运算，最后一次迭代的o^new(u₀，v₀，γ₀)为重建后的光谱图像数据。