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一种基于压缩感知的计算多光谱成像系统，它包括：望远镜成像模块(1)，数字微反射镜DMD及控制模块(2)，光学汇聚透镜(3)，滤光片轮(4)，单像素光电倍增管PMT(5)，数据采集模块(6)，多光谱图像重构模块(7)；其特征在于：所述的望远镜成像模块(1)采用焦距为304.8mm，口径为101.6mm的望远镜；所述的数字微反射镜DMD及控制模块(2)中的数字微反射镜DMD采用1024×768像素，像素大小为13.69μm的DMD；所述的数据采集模块(6)采用的采集卡量化位数为16位，采样率250kS/s；系统各模块之间的连接关系及工作过程如下：目标场景通过望远镜成像模块(1)成像于数字微反射镜DMD上。设定目标场景的空间信息被划分为m×n像素，光谱信息被划分为L个谱段，其图谱信息依次表示为φ(x,y,λ<sub>1</sub>),φ(x,y,λ<sub>2</sub>)...φ(x,y,λ<sub>L</sub>)，这些函数的取值等于目标场景上特定像素点的对应谱段的强度值；数字微反射镜DMD及控制模块(2)每次加载一个调制模板，DMD第一次调制，令调制模板为θ<sub>1</sub>(m,n)，具体取值为一个事先设定好的m×n阶随机矩阵，矩阵元素的取值为0或者1，所有的元素服从高斯随机分布。保持调制模板不变，调制后的场景经过光学汇聚透镜(3)汇聚，控制滤光片轮(4)，使其允许通过的谱段依次为λ<sub>1</sub>,λ<sub>2</sub>...λ<sub>L</sub>；对于每一个谱段的光信号被单像素光电倍增管PMT(5)探测后，经数据采集模块(6)采集，得到的电压信号依次用f<sub>1</sub>(x,y,λ<sub>1</sub>),f<sub>1</sub>(x,y,λ<sub>2</sub>)...f<sub>1</sub>(x,y,λ<sub>L</sub>)表示；依次类推，DMD第k次调制，记调制模板为θ<sub>k</sub>(m,n)，k的取值范围为：<img file="FDA0000554528220000021.GIF" wi="388" he="146" />其中N＝m×n，S为Φ(x,y,λ<sub>L</sub>)的稀疏度；同第一次调制的过程，经数据采集模块(6)采集，得到的电压信号依次为：f<sub>k</sub>(x,y,λ<sub>1</sub>),f<sub>k</sub>(x,y,λ<sub>2</sub>)...f<sub>k</sub>(x,y,λ<sub>L</sub>)；最后，多光谱图像重构模块(7)对数据采集模块(6)采集到的信号进行处理，最终得到目标场景的多光谱图像。 |
