[发明专利]一种基于LCVR的压缩感知高光谱偏振成像方法

说明书

本发明涉及一种基于LCVR的压缩感知高光谱偏振成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，利用高光谱偏振信号产生模块为高光谱偏振成像提供所需的高光谱偏振信号；S2，利用偏振编码模块对所述高光谱偏振信号进行偏振编码，使得所述高光谱偏振信号的斯托克斯矢量在偏振域实现压缩；S3，利用光谱编码模块对偏振编码后的高光谱偏振信号进行光谱编码，从光谱维度压缩数据量；S4，利用图像采集重构模块对光谱编码后的高光谱偏振信号进行采集、分析处理并重构出高光谱偏振图像。

技术领域

本发明属于压缩感知高光谱偏振成像测量技术领域，具体涉及一种基于LCVR的压缩感知高光谱偏振成像系统及方法。

背景技术

高光谱偏振图像同时获得目标的高光谱和偏振信息，可以反映目标丰富的物理化学特征，在活体检测、表面粗糙度估计、材料分类、无损检测等方面具有广泛应用。目前，利用傅里叶变换的通道高光谱成像技术是高光谱偏振成像技术发展的一个重要方向，这种方法具有快照式探测的特点，适合动态目标的探测，但是存在通道混叠、光谱分辨率降低、需要复杂的定标算法等缺点。压缩感知通道光谱偏振技术一种新型的通道光谱偏振解决方案。相比于基于傅里叶变换的方法通道光谱偏振技术，压缩感知通道光谱偏振技术在继承了快照式探测优点的基础上，克服了通道混叠和光谱分辨率降低的缺点，同时降低了定标过程的复杂度。压缩感知通道光谱偏振技术的缺点是主要利用了高光谱图像的光谱域的稀疏性和可压缩性，缺少偏振编码，偏振图像的解调效果不好、鲁棒性不高。当前，基于高光谱图像在光谱和偏振域的稀疏性和可压缩性发展新型的光谱偏振成像技术已成为高光谱偏振成像领域的研究热点，在遥感探测、生物医学成像等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明设计了一种基于LCVR的压缩感知高光谱偏振成像系统及方法。利用LVCR等元件，可对高光谱数据进行编码压缩，进一步减轻数据量，减少存储和传输的压力。

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明一方面采用了以下技术方案：

一种基于LCVR的压缩感知高光谱偏振成像系统，包括：

高光谱偏振信号产生模块，为高光谱偏振成像提供所需的准直高光谱偏振信号；

偏振编码模块，对所述高光谱偏振信号进行偏振编码，使得所述高光谱偏振信号的斯托克斯矢量在偏振域实现压缩；

光谱编码模块，对偏振编码后的高光谱偏振信号进行光谱编码，从光谱维度压缩数据量；所述光谱编码模块包括依次设置的液晶可变相位延迟器LCVR和第二偏振片，通过改变所述液晶可变相位延迟器LCVR两端的电压，来改变入射光束不同波数的透过率；

图像采集重构模块，对光谱编码后的高光谱偏振信号进行采集、分析处理并重构高光谱偏振图像。

进一步，所述高光谱偏振信号产生模块包括目标物和准直透镜，所述目标物反射的光线经所述准直透镜后成为平行的准直光束。

进一步，所述偏振编码模块包括依次设置的第一相位延迟片、第二相位延迟片和第一偏振片。

进一步，所述第一相位延迟片水平设置，所述第二相位延迟片与水平面成45°设置，所述第一偏振片水平设置。

进一步，所述液晶可变相位延迟器LCVR与水平面成45°设置，所述第二偏振片竖直设置。

进一步，所述图像采集重构模块包括成像透镜、相机和计算机；所述计算机同步控制所述液晶可变相位延迟器LCVR两端的电压和所述相机图像的采集。

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明另一方面还公开了：

一种基于LCVR的压缩感知高光谱偏振成像方法，包括以下步骤：

S1，利用高光谱偏振信号产生模块为高光谱偏振成像提供所需的高光谱偏振信号；