国家杰出青年科学基金(61225024)
- 作品数：22 被引量：61H指数：4
- 相关作者：吕群波相里斌裴琳琳刘扬阳黄旻更多>>
- 相关机构：中国科学院光电研究院中国科学院大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家高技术研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术理学电子电信更多>>
- 大工作距大相对孔径高分辨率的改进型Dyson光谱成像系统设计被引量：1
- 2017年
- 基于反/折射球面罗兰圆建模和宽波段Dyson象散校正方法,解释了大相对孔径高光谱分辨率的Dyson光谱成像系统存在的大工作距设计难题。从工作距的角度,比较了已有文献中报道的三种Dyson光谱成像系统改进思路。在大工作距要求下,采取第一种思路,即在传统型Dyson光谱成像系统结构基础上,引入球面弯月透镜和平面-非球面透镜。建立了平面-非球面校正透镜的三阶像差模型,给出了改进型Dyson光谱成像系统。设计结果表明:改进型Dyson光谱成像系统具有12mm工作距,F/1.8相对孔径,在0.38~0.9μm谱段范围内光谱分辨率约为0.45nm,以及接近衍射极限的优良成像性质,MTF在全波段全视场100lp·mm^(-1)线处大于0.7,最大像面均方根值半径小于1.2μm。同时,系统的Smile(谱线弯曲)和Keystone(色畸变)得到了很好的控制,保证了获取光谱数据的一致性。改进型Dyson光谱成像系统具有大相对孔径和高光谱分辨率的特点,而且系统焦平面探测器和系统入射狭缝两者的彼此间隙位置合适,易于装配。解决了传统型Dyson光谱成像系统实际应用中工作距不足的问题,可为大气遥感、农林调查、海洋生物等领域的高光谱成像信息探测提供一个新型的高光谱成像系统,对光谱成像系统的发展具有良好的促进意义。
- 刘祥磊刘扬阳刘扬阳方煜裴琳琳
- 关键词：高分辨率
- 平行双转镜傅里叶变换光谱仪被引量：2
- 2015年
- 在时间调制傅里叶变换光谱仪中,直线运动型动镜很难精确驱动,容易引起倾斜和剪切的问题。旋转型动镜可以解决该类问题。介绍了一种转镜式傅里叶变换光谱仪方案,并对其进行了原理分析和光程差公式推导,提出了工程设计约束条件。该光谱仪由一个分束器,两个固定平面镜,两面平行固定在一个转轴上旋转的平面反射镜,前置镜,后置镜及探测器组成。通过原理介绍得出,该光谱仪结构简单,两条分光光线经同一平面镜反射后干涉,使仪器更容易装调;通过光程差推算得出,该光谱仪容易实现大光程差,光谱分辨率高;通过工程设计约束及仿真分析得出,该光谱仪需要在高速旋转的条件下实现高分辨率采样,容易实现精确运动控制,稳定性好,测量速度快。
- 赵宝玮相里斌才啟胜吕群波周锦松
- 关键词：傅里叶变换光谱仪
- FPGA和多DSP系统的并行RX探测算法被引量：4
- 2014年
- 针对高光谱图像异常目标探测过程运算量大、结果不能实时应用的问题,在FPGA和多数字信号处理的硬件平台上实现了RX并行处理算法.结合RX算法的原理与特征,研究了该算法的并行特性;通过计算机仿真验证了RX算法并行化的可行性及特点;该平台通过FPGA完成高光谱图像数据立方体的奇异值分解降维,降低了数据处理量和传输量;通过多数字信号处理完成RX算法的并行化,实现了高光谱图像异常目标探测的快速处理.用该系统处理64波段280×800大小的高光谱图像数据,得到探测结果仅需4.86s,能够满足高光谱遥感应用中异常目标探测的载荷平台在线处理和探测结果的快速获取及应用的需求.
- 赵宝玮相里斌吕群波张桂峰曾晓茹郭文记
- 关键词：并行处理高光谱图像
- 基于迭代的傅里叶望远镜图像重构方法被引量：4
- 2014年
- 为了提高最终图像的质量,结合传统的直接重构算法和相位重构算法,提出了一种基于迭代的傅里叶望远镜图像重构方法。对反演得到的傅里叶频谱进行逆傅里叶变换得到直接重构图像,取直接重构图像的阈值图像作为相位重构算法的初始输入,通过迭代能够获得质量更高的图像。成像仿真实验结果表明,成像信噪比为50倍时,与直接重构图像相比,迭代重构图像斯特列尔比从0.82提高到0.88,峰值信噪比从17dB提高到19dB;在成像信噪比为100倍时,迭代重构图像斯特列尔比从0.89提高到0.93,峰值信噪比从20dB提高到22dB。
- 周志盛相里斌张文喜李杨
- 关键词：成像系统傅里叶望远镜图像重构相位重构迭代
- 滤光片多光谱成像中运动目标场景误配准修正
- 2016年
- 图像配准是多光谱相机获得精确的多光谱数据立方体的重要步骤。文中分析了运动目标对滤光片阵列型多光谱相机所获取光谱图像序列的配准结果的影响。针对此类误配准问题,文中提出一种基于运动目标检测的误配准修正方法。该方法首先通过变化检测粗提取误配准点区域,然后利用运动目标形状特征进一步提取误配准点,利用多图像序列的空间和灰度关系对误配准点进行修正。用该方法对8通道的滤光片阵列型多光谱相机的多光谱图像进行处理,实验结果表明,该方法能有效地校正多光谱成像中运动目标所造成误配准的影响,提高多光谱图像配准的准确度。处理后的图像数据更有利于图像判读、多光谱图像分类、目标识别等的后续应用。
- 章文洁黄旻张桂峰
- 关键词：多光谱图像配准目标检测
- 双包络去除和OPLS的土壤有机碳含量反演
- 2018年
- 土壤有机碳(SOC)对土壤肥力至关重要,可见-近红外光谱能对其实现快速反演,为区域监测和定量遥感提供基础。针对包络去除(CR)仅提供反射光谱的单向吸收特征,多元回归中预测信息缺失、拟合结果未充分反映波段特征,利用世界土壤数据库245份中国土样的可见-近红外光谱,首次提出双包络去除(BCR)与正交偏最小二乘(OPLS)结合的反演方法 BCR-OPLS,同时纳入光谱反射率及上、下边包络去除量,讨论组分参考值偏态分布时幂函数或对数缩放在回归时的优化作用,建立多种土壤的综合与分类估计模型,并导出适用特定类型土壤的SOC指数。结果表明,对多种土壤有机碳含量反演,相较PLSR模型(决定系数R2和估计根均方误差RMSEE分别为0.69和0.45%),BCR-OPLS模型的预测能力明显改善(R2和RMSEE分别为0.9和0.26%);而对单一类型土壤的反演精度则进一步提升,根据载荷趋势和变量重要性建立的SOC指数,预测如黄色铁铝土的有机碳含量时(以400,590和920nm),其反演结果 R2达到0.94、RMSEE达到0.21%。双包络去除与OPLS相结合,增强了光谱特征诊断的鲁棒性,提高了不同类型土壤的综合与分类SOC全谱反演精度,基于直观的图谱表达可构建简单的波段预测关系,深化了物理经验吸收与统计多元回归之间的联系。
- 丛麟骁黄旻黄旻刘祥磊
- 关键词：土壤有机碳近红外光谱OPLS
- 机械快门滤光片式多光谱成像仪相对定标方法研究被引量：3
- 2017年
- 大面阵滤光片阵列多光谱成像仪采用了全帧转移大面阵探测器,并利用机械快门保证采集数据时不发生拖尾现象,但由于机械快门开合时间的不稳定性,使多光谱成像仪数据出现区域间的亮度不均匀,而且还会造成彩色图像偏色条带。故提出了一种基于目标辐射一致性的相对辐射定标方法,利用图像重叠部分的辐射特性,计算光谱图像的辐射矫正因子,对拼接图像的非均匀性进行矫正。并利用差分评价矫正效果。最后对多光谱相机采集的外场实验数据进行处理和矫正,结果表明,该方法可以很好的矫正单色拼接图像区域间的非均匀性,并可以消除彩色合成图像中的偏色条带;适用于有重叠部分的图像拼接,并且对于拼接误差不敏感。
- 王建威裴琳琳谭政黄旻吕群波刘扬阳李伟艳
- 关键词：多光谱成像相对辐射定标
- 机械快门对大面阵滤光片型多光谱相机成像的影响及改进被引量：4
- 2013年
- 分析了大面阵滤光片型多光谱相机所用机械快门曝光时间波动对其光谱图像获取及处理造成的影响。通过对现有机械快门结构及驱动方法的研究,分析了造成该类机械快门稳定性差的原因,并提出了一种先进的机械传动方式和电路驱动方法。通过室内试验数据计算,该方案将两次曝光间的最大变化率从15.05%降低到0.96%,极大提高了曝光时间稳定性;通过外场推扫成像试验及数据处理,证明快门改进后多光谱相机所得彩色影像更接近真实目标,且无明显色彩突变。这对实际应用中多光谱相机数据处理结果的判读和目标识别具有重要意义。
- 赵宝玮相里斌吕群波张桂峰刘玖
- 关键词：多光谱相机
- 编码孔径光谱成像仪光学简化彗差对图谱反演误差分析被引量：1
- 2015年
- 编码孔径光谱成像技术是近年来发展起来的一种新型光谱成像技术,该技术在一次像面采用特定的编码模板对目标进行编码,结合特殊的采样成像方式,获得满足景物重构的采样数据量,实现了空间信息和光谱信息的高精度重构,具有高光通量、高信噪比等优势.但该技术实际的光学系统设计,以及相应加工和装调过程中各种误差的存在,将逐一传递反映到探测器精度与编码后图谱采样精度的不匹配,这会引发最终重构图谱质量降低.本文侧重分析研究光学系统设计和研制装调中光学彗差相对设计值间存在的偏差,通过几何光线追迹与波前像差联合计算的方法,在成像面仿真出不同数值程度的彗差矩阵,并以此来分析不同彗差下对重构图像质量的影响结果.并用其分析结论作为依据,改进了编码孔径光谱成像仪的设计和研制,提供了相应图像成像反演结果,由此确保了编码孔径光谱成像仪的成像优势.
- 刘扬阳吕群波吴戈裴琳琳王建威
- 计算光谱成像技术的成像质量评价
- 2013年
- 计算光谱成像是一种新型的光谱成像技术,具有高通量、快照式成像等优点,但关于其成像质量评价的研究还很少。工作中探索了一种计算光谱成像系统成像质量的定量评价方法。该方法利用ISO 12233靶标作为目标源,进行成像、图谱信息重构,并通过测量重构图的调制传递函数(MTF)作为计算光谱成像系统的成像质量评价标准。结果表明,对于单帧采样,随着混叠谱段数的增加,重构图MTF迅速下降,当混叠波段的数目达到9个时,重构图MTF与目标场景图像相比已下降50%。该研究有助于理解计算光谱成像技术的优缺点,合理安排混叠谱段的数量,以精确地复原目标信息。
- 钱路路相里斌吕群波周志良付强
- 关键词：成像质量调制传递函数
