[发明专利]光谱成像系统、成像设备及数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体而言，涉及一种光谱成像系统、成像设备及数据处理方法。

背景技术

阿达玛变换技术是一种类似傅立叶变换的调制技术，具有多通道检测和成像的能力。采用这种技术能够显著提高信噪比。虽然这种技术已开始应用于光谱分析和显微成像领域，但目前应用这种技术的仪器功能较为单一，光谱分析与成像能力的集成化很差。现有的高分辨阿达玛变换显微图像分析仪，能够应用511阶S循环矩阵构建的一维模板与512像素线阵CCD，获得了511×512像素的高分辨图像，但不具备获取高分辨光谱的能力。此外，现有的能够进行高分辨光谱扫描的系统中，光谱扫描和阿达玛编码过程需要分别独立的进行机械运动，使得获取光谱数据立方需要消耗较多的时间，从而影响实际使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光谱成像系统、成像设备及数据处理方法，以改善上述的获取光谱数据立方需要消耗较多的时间的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种光谱成像系统，包括第一透镜组、阿达玛模板、第二透镜组、色散装置、面阵光电检测器以及微控制器，所述第一透镜组、阿达玛模板、第二透镜组、色散装置、面阵光电检测器依次设置，所述面阵光电检测器与所述微控制器电连接。所述第一透镜组用于将入射的第一信号光准直并聚焦到所述阿达玛模板。所述阿达玛模板用于在控制机构的驱动下对入射到该阿达玛模板的所述第一信号光进行编码形成第二信号光。所述第二透镜组用于将由所述阿达玛模板出射的所述第二信号光压缩为与所述面阵光电检测器匹配的第三信号光。所述色散装置用于对由所述第二透镜组出射的所述第三信号光进行色散分光处理形成按波长分散开的第四信号光。所述面阵光电检测器用于接收所述色散装置出射的所述第四信号光，将所述第四信号光转化为电信号发送至所述微控制器。所述微控制器用于处理接收到的所述电信号得到成像光谱数据。

在本发明较佳的实施例中，上述所述色散装置包括入射狭缝、准光镜、色散元件以及聚光镜，所述第二透镜组出射的所述第三信号光入射到所述入射狭缝，通过所述入射狭缝的所述第三信号光经所述准光镜准直后入射到所述色散元件，经所述色散元件色散后形成所述第四信号光，所述第四信号光经所述聚光镜按波长聚焦到所述面阵光电检测器的表面。

在本发明较佳的实施例中，上述阿达玛模板为一维循环编码模板，其序列由循环S矩阵生成，所述一维循环编码模板用于对所述第一信号光进行编码生成所述第二信号光。

在本发明较佳的实施例中，上述面阵光电检测器为面阵灰度光电检测器。

在本发明较佳的实施例中，上述成像光谱数据包括三个维度的信息，其中，第一维度的像素数由所述阿达玛模板的编码位数决定，第二维度的像素数由所述面阵光电检测器的第一方向的像元数决定，第三维度的单元数由所述面阵光电检测器的第二方向的像元数决定。

在本发明较佳的实施例中，上述第一信号光的光谱范围包括紫外至红外波段内的任意波段。

第二方面，本发明实施例还提供了一种成像设备，包括上述的光谱成像系统。

第三方面，本发明实施例还提供了一种数据处理方法，运行于上述光谱成像系统中的微控制器。所述方法包括：根据接收到的所述电信号，得到第一编码数据；根据预设的第一编码序列对所述第一编码数据进行解码得到光谱成像数据，其中，所述第一编码序列与所述阿达玛模板对应。