一种双向光谱光传输采集探测方法

摘要

本发明公开了一种双向光谱光传输采集探测方法，包括步骤：设定双向光谱反射场函数；根据双向光谱反射场函数得到出射光场重光照方程；对出射光场重光照方程进行离散化得到双向光谱光传输采集方程；设定双向光谱光传输矩阵由四维空间光传输和二维光谱光传输构成；将双向光谱光传输矩阵分解为空间光传输矩阵和光谱光传输矩阵的张量积，使用全光谱由粗到细确定目标场景像素的采集顺序；在第一空间分辨率的级别上，采集完备的第一光谱光传输；对第一光谱光传输进行稀疏重建；根据双向光谱光传输采集方程得到探测矩阵。本发明具有如下优点：采集场景的双向光谱光传输矩阵能够渲染包含荧光物体的场景在任意光谱和任意空间入射光照下的场景真实外观。

主权项

一种双向光谱光传输采集探测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：固定视角向目标场景投射空变的光照且固定采集视角设定双向光谱反射场函数R，其中，双向光谱反射场函数R＝R(x_i,λ_i；x_o,λ_o)，x_i＝(x_i,y_i)为投影平面的空间坐标，x_o＝(x_o,y_o)为成像平面的空间坐标，λ_i为入射光场的光谱、λ_o为出射光场的光谱；S2：根据双向光谱反射场函数R得到出射光场重光照方程L_out(x_o,λ_o)，其中，L_out(x_o,λ_o)＝∫_Ω∫_ΓR(x_i,λ_i；x_o,λ_o)L_in(x_i,λ_i)dμ₁(x_i)dμ₂(λ_i)，Ω和Γ分别为几何和光谱空间，μ₁,μ₂分别为空间Ω,Γ上的度量；S3：对出射光场重光照方程L_out(x_o,λ_o)进行离散化得到双向光谱光传输采集方程I＝TL，其中，I表示采集到的三维多光谱图像，T表示六维的双向光谱光传输矩阵，L表示三维的场景多光谱入射光照；S4：设定双向光谱光传输矩阵(N×M)由四维空间光传输(Q×P)和二维光谱光传输(V×U)构成，其中，Q和P均代表二位空间纬度，V和U均代表一维空间维度；S5：令p,q表示光照和图像像素的空间维度下标，u,v表示光照和图像像素的光谱维度下标，m,n表示双向光谱光传输中的元素下标，则有m＝(p‑1)U+u,n＝(q‑1)V+v,M＝PU,N＝QV，采集到的图像像素可以表示为I_n＝∑_mT_nmL_m；S6：将所述双向光谱光传输矩阵分解为空间光传输矩阵和光谱光传输矩阵的张量积，使用全光谱由粗到细确定所述目标场景像素的采集顺序；S7：在第一空间分辨率的级别上，采集完备的第一光谱光传输其中$T_{\mathrm{pq}}^{*}={\Sigma }_k{\mu }_k{B}_k,$B_k为基矩阵；S8：对第一光谱光传输进行稀疏重建，以恢复完备的第二光谱光传输T_pq＝∑_kκ_kB_k；S9：根据所述双向光谱光传输采集方程得到探测矩阵Ψ，其中Ψ＝∑_kl_k(r_k)^T，l,r分别为光照与相机的空间加光谱的三维编码。