[发明专利]差分光谱成像方法

权利要求书

1.一种差分光谱成像方法，其特征在于:光谱成像时使可调谐滤光器扫描步长小于可调谐滤光器的带宽，以可调谐滤光器扫描时中心波长所对应的光谱强度为未知量，每扫描一次获得一个积分方程，多次扫描后获得一个积分方程组，利用截止滤光片来消减方程组中多余未知数，使积分方程组中方程个数与未知数相等而有定解，求解积分方程组，得到每个扫描步长所对应的光谱强度值，获得高于可调谐滤光器的带宽的光谱分辨能力。

2.权利要求1所述的差分光谱成像方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：

a）设定光谱成像工作谱段范围，依据工作谱段范围设置截止滤光片；

b）设定光谱成像的光谱分辨率，确定光谱成像时可调谐滤光器的扫描步长，使可调谐滤光器扫描步长小于可调谐滤光器的带宽；

c）读取可调谐滤光器在光谱成像时的驱动电压、工作温度，获得可调谐滤光器对应于该驱动电压与工作温度的滤波函数；

d）扫描成像，获得序列光谱图像，每扫描一次获得一个积分方程，多次扫描后获得一个积分方程组；读取序列光谱图像中每个像素的光谱强度，并把光谱强度与滤波函数的卷积作为标定系数；

e）把光谱图像中每个像素的光谱强度乘以标定系数，作为初值带入方程组；

f）多次迭代，得到给定谱段的给定步长的光谱数值，完成一次求解；

g）以求解结果为初始条件，完成第二次求解，把第二次求解所得到的每个像素的光谱强度与滤波函数卷积，用实测数据来检验；

h）如果解算获得的各谱段的光谱强度数值不满足给定相关系数要求，相关系数的定义与计算公式见说明书，则将解算获得的各谱段的光谱强度数值作为初值带入方程组，循环e）、f）、g）步骤，当解算获得的各谱段的光谱强度数值稳定且满足给定相关系数要求，则解算完成，即就得到了每个扫描步长所对应的光谱强度值，通过本方法获得了高于可调谐滤光器的带宽的光谱分辨能力。

3.根据权利要求1或2所述的差分光谱成像方法，其特征在于：所述可调谐滤光器扫描步长是根据光谱成像时所要求的光谱分辨率需求来设定，扫描步长设定在可调谐滤光片半高宽的二十分之一之内。

4.根据权利要求1或2所述的差分光谱成像方法，其特征在于：所述可调谐滤光器扫描步长可以固定，也可以根据对不同谱段有不同的光谱分辨精度需要而改变扫描步长，从而在一次光谱成像中获得不同谱段不同分辨率的光谱图像。

5.根据权利要求1或2所述的差分光谱成像方法，其特征在于：所述积分方程所包含的未知数的个数取决于可调谐滤光器带宽分段数。

6.根据权利要求5所述的差分光谱成像方法，其特征在于：所述积分方程组所包含的积分方程的个数取决于可调谐滤光器的扫描次数。

7.根据权利要求5所述的差分光谱成像方法，其特征在于：截止可调谐滤光片工作谱段外的光谱，确定方程组的初始条件和边界条件，使方程组有定解。

8.根据权利要求5所述的差分光谱成像方法，其特征在于：所述可调谐滤光器的滤波函数在给定驱动电压、给定温度下已知并归一化。