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一种基于随机投影的协同编码高光谱成像系统，其特征在于，包括逐点扫描模块、分束器模块、第一观测通道模块、第二观测通道模块和图像重构模块；其中，逐点扫描模块用于实现对待成像区域的逐点扫描，并将获得的点光谱信息发送至分束器模块；分束器模块将点光谱信息均分为两路，分别发送至第一观测通道和第二观测通道；其中，两路点光谱信息相同，均为原始光谱信息强度的1/2；第一观测通道针对收到的点光谱信息组成的光谱信息矩阵，随机生成观测矩阵A，利用观测矩阵A对光谱信息矩阵进行压缩编码，得到压缩后的观测值Y<sub>a</sub>，并将观测值Y<sub>a</sub>发送至图像重构处理模块；其中，所述观测矩阵A由{0,1}两个元素组成，且观测矩阵A中的每一元素服从独立分布；第二观测通道针对收到的每一个点光谱信息，均随机生成一个观测子矩阵，用k表示点数，利用观测子矩阵B<sub>k</sub>对k点的点光谱信息进行光谱压缩编码，进而得到对点光谱信息矩阵压缩后的观测值Y<sub>b</sub>，并将观测值Y<sub>b</sub>发送至图像重构处理模块；所述观测子矩阵B<sub>k</sub>由{0,1}两个元素组成；观测子矩阵B<sub>k</sub>中的每一元素服从独立分布；图像重构处理模块根据第一观测通道发送的观测值Y<sub>a</sub>和第二观测通道发送的观测值Y<sub>b</sub>，实现高光谱图像的重构；其中，所述图像重构处理模块首先采用奇异值分解法分解Y<sub>a</sub>＝FS，得到维度为m<sub>a</sub>×p的矩阵F，其中，p为端元数；S为丰度矩阵；m<sub>a</sub>为第一观测通道的压缩后的光谱维度；然后利用矩阵F得到丰度矩阵的估计值<img file="FDA0001121382280000011.GIF" wi="395" he="70" />然后根据公式<img file="FDA0001121382280000012.GIF" wi="870" he="72" />计算出矩阵D，其中，<img file="FDA0001121382280000013.GIF" wi="62" he="61" />为矩阵<img file="FDA0001121382280000014.GIF" wi="39" he="60" />的第k列，k＝1，2，…，n；<img file="FDA0001121382280000015.GIF" wi="53" he="47" />表示克罗内克积；上标T表示转置；然后根据公式<img file="FDA0001121382280000021.GIF" wi="632" he="75" />得到阵<img file="FDA0001121382280000022.GIF" wi="70" he="63" />其中，<img file="FDA0001121382280000023.GIF" wi="167" he="71" />是<img file="FDA0001121382280000024.GIF" wi="46" he="56" />的所有列依次首尾相连形成的一个列向量，vec(Y<sub>b</sub>)是Y<sub>b</sub>的所有列依次首尾相连形成的一个列向量；最后根据公式<img file="FDA0001121382280000025.GIF" wi="159" he="62" />得到重构的光谱图像X′，实现光谱图像的重构。 |
