一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術實施例公開了一種成像光譜儀定標位置修正的方法，分別根據圖像處理方法與光學理論設計方法計算出多個定標波長各自對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置與光斑理論位置；然后根據計算出各光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差對譜圖矩陣中相應波長對應的位置進行調整，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。本申請提供的技術方案通過在線檢測光學理論設計造成的定標偏差，獲得準確度高的譜圖矩陣，提高了成像光譜儀定標譜圖矩陣的精度，輸出了高精度的光譜，提高了成像光譜儀系統精度以及測量精度。此外，本發明專利技術實施例還提供了相應的實現裝置，進一步使得所述方法更具有實用性，所述裝置具有相應的優點。

Method and device for correcting calibration position of imaging spectrometer

The embodiment of the invention discloses an imaging spectrometer calibration method of position correction, respectively according to the image processing method and optical design theory method to calculate multiple wavelength calibration in the corresponding imaging spectrometer imaging of the spot in the actual position and the spot position theory; then according to the calculated deviation of the actual position and the corresponding spot spot the theory of position to adjust the corresponding wavelength spectrum graph matrix corresponding position correction, to complete the imaging spectrometer calibration position. The technical scheme for the design of optical theory through on-line detection caused by calibration deviation, obtain the high accuracy of the spectrum matrix, improve the imaging spectrometer calibration spectrum matrix spectral accuracy, high precision output, improve the accuracy of imaging spectrometer system and measuring accuracy. In addition, the embodiment of the invention also provides the corresponding realization device, further makes the method more practical, and the device has corresponding advantages.

【技術實現步驟摘要】
一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置
本專利技術涉及成像光譜儀應用
，特別是涉及一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置。
技術介紹
傳統的成像系統只能獲得目標景物的空間圖像信息，傳統的光譜儀是通過得到隨著波長變化的輻射強度曲線的光譜信息來確定物質特性，從而得到目標光譜信息。成像光譜技術將光學成像技術與光譜探測技術相結合形成了新型遙感技術，解決了傳統光學成像儀有像無譜和傳統光譜儀有譜無像的問題。成像光譜儀(高光譜分辨率遙感)其光學系統由前置望遠系統與光譜成像系統組成，通過入射狹縫將二者有機組合在一起。光學成像系統在獲得被測目標的空間信息時，通過光譜系統把被測物體的輻射分解成不同波長的輻射，每一個像元可在一個光譜范圍內獲得幾十甚至幾百個連續的窄波段信息，能夠將這些信息轉化為一條平滑而且連續的光譜曲線，從而通過對光譜曲線的分析進行物質的識別與分類。成像光譜儀的定標是確定其探測單元輸出數字量與接收到的電磁波信號間定量關系的過程。定標為不同的遙感儀在不同時間、不同地點測得的成型光譜數據提供統一參照，是對成像光譜數據進行定量化分析的前提。光譜儀在研制完成出廠之后，由于儀器內部元件受溫度變化等原因會產生形變以及在受到沖擊后內部元件相對位置發生變化，造成探測器中各個像素點與波長一一對應關系發生變化，導致輸出的光譜精度有偏差，因此需要使用過程中進行重新定標。現有技術對成像光譜儀進行定標時，采用圖像處理的方法計算5個指定波長在圖像中的真實位置，然后利用幾何光學理論分別計算這5個指定波長在圖像中的理論位置。通過調整光學理論設計中的參數微調指定波長在圖像中理論位置，將在參數調整過程中計算出的理論位置與圖像處理方法計算得到的真實位置最相近的一組參數數據用來生成譜圖矩陣。由于需要同時兼顧5個波長，定標過程中，無法找到同時滿足5個指定波長的理論位置與圖像計算真實位置同時偏差很小的參數數據，而直接由理論光學計算的譜圖矩陣與真實譜圖矩陣差距很大，導致獲得的譜圖矩陣出現較大偏差，精度不高，難以滿足工作以及科研的需求。
技術實現思路
本專利技術實施例的目的是提供一種成像光譜儀定標位置修正的方法及裝置，提高了定標的準確度和精度，從而提高了成像光譜儀的輸出光譜精度。為解決上述技術問題，本專利技術實施例提供以下技術方案：本專利技術實施例一方面提供了一種成像光譜儀定標位置修正的方法，包括：根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置；根據光學理論設計方法分別計算各所述定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑理論位置；計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差，并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。優選的，在所述并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正之后還包括：根據當前波長與各所述定標波長的關系，以及各所述偏差對成像光譜儀譜圖矩陣中各非定波波長的波長對應的位置進行修正。優選的，所述預設個數的定標波長為5個定標波長或9個定標波長。優選的，所述計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差為：計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置在x方向的偏差。優選的，當所述預設個數為5個時，所述根據當前波長與各所述定標波長的關系以及各所述偏差對成像光譜儀譜圖矩陣中各非定波波長的波長對應的位置進行修正為：根據下述公式所得的平移量對成像光譜儀譜圖矩陣中各所述非定波波長的波長對應的位置在x方向進行平移，以完成對成像光譜儀譜圖矩陣中各所述非定波波長的波長對應的位置的修正：式中，a、b、c、d、e分別為各所述定標波長在成像光譜儀譜圖矩陣上x方向上對應的位置值，Δa、Δb、Δc、Δd、Δe分別為各所述定標波長的光斑實際位置與相應的光斑理論位置在x方向上的偏差，x為所述當前波長在成像光譜儀譜圖矩陣上x方向上對應的位置值。優選的，所述根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置為：根據所述圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長在各預設幅數成像光譜儀成像圖中對應的子光斑實際位置；將每一個所述定標波長對應的各所述子光斑實際位置進行累加取平均，以作為相應定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置。優選的，所述計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差為：計算每一個所述定標波長對應的各所述子光斑實際位置與相應的光斑理論位置的子偏差，將各所述子偏差進行累加取平均，以作為相應定標波長對應的偏差。本專利技術實施例另一方面還提供了一種成像光譜儀定標位置修正的裝置，包括：實際定標位置計算模塊，用于根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置；理論定標位置計算模塊，用于根據光學理論設計方法分別計算各所述定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑理論位置；定標位置修正模塊，用于計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差，并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。優選的，還包括：非定標位置修正模塊，用于根據當前波長與各所述定標波長的關系，以及各所述偏差對成像光譜儀譜圖矩陣中各非定波波長的波長對應的位置進行修正。優選的，所述非定標位置修正模塊為根據下述公式所得的平移量對成像光譜儀譜圖矩陣中各所述非定波波長的波長對應的位置在x方向進行平移，以完成對成像光譜儀譜圖矩陣中各所述非定波波長的波長對應的位置的修正的模塊：式中，a、b、c、d、e分別為各所述定標波長在成像光譜儀譜圖矩陣上x方向上對應的位置值，Δa、Δb、Δc、Δd、Δe分別為各所述定標波長的光斑實際位置與相應的光斑理論位置在x方向上的偏差，x為所述當前波長在成像光譜儀譜圖矩陣上x方向上對應的位置值。本專利技術實施例提供了一種成像光譜儀定標位置修正的方法，分別根據圖像處理方法與光學理論設計方法計算出若干個定標波長各自對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置與光斑理論位置；然后根據計算出各光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差對當前成像光譜儀譜圖矩陣中相應的波長對應的位置進行調整，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。本申請提供的技術方案通過在線檢測光學理論設計造成的定標偏差，實現了對成像光譜儀譜圖矩陣的坐標位置在定標過程中的進行修正，從而獲得準確度高的譜圖矩陣，提高了成像光譜儀定標譜圖矩陣的精度，輸出了高精度的光譜，提高了成像光譜儀系統精度以及測量精度。此外，本專利技術實施例還針對成像光譜儀定標位置修正的方法提供了相應的實現裝置，進一步使得所述方法更具有實用性，所述裝置具有相應的優點。附圖說明為了更清楚的說明本專利技術實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的一個示例性應用場景的示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的一種成像光譜儀定標位置修正方法的流程示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的一種成像光譜儀譜圖矩陣；圖4為本專利技術實施例提供的另一種成像光譜儀定標位置修正方法的流程示意圖；圖5為本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種成像光譜儀定標位置修正的方法，其特征在于，包括：根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置；根據光學理論設計方法分別計算各所述定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑理論位置；計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差，并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。

【技術特征摘要】
1.一種成像光譜儀定標位置修正的方法，其特征在于，包括：根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑實際位置；根據光學理論設計方法分別計算各所述定標波長對應在成像光譜儀成像圖中的光斑理論位置；計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差，并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述并根據各所述偏差調整成像光譜儀譜圖矩陣中相應波長對應的位置，以完成對成像光譜儀定標位置的修正之后還包括：根據當前波長與各所述定標波長的關系，以及各所述偏差對成像光譜儀譜圖矩陣中各非定波波長的波長對應的位置進行修正。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預設個數的定標波長為5個定標波長或9個定標波長。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置的偏差為：計算各所述光斑實際位置與相應的光斑理論位置在x方向的偏差。5.根據權利要求2至4任意一項所述的方法，其特征在于，當所述預設個數為5個時，所述根據當前波長與各所述定標波長的關系以及各所述偏差對成像光譜儀譜圖矩陣中各非定波波長的波長對應的位置進行修正為：根據下述公式所得的平移量對成像光譜儀譜圖矩陣中各所述非定波波長的波長對應的位置在x方向進行平移，以完成對成像光譜儀譜圖矩陣中各所述非定波波長的波長對應的位置的修正：式中，a、b、c、d、e分別為各所述定標波長在成像光譜儀譜圖矩陣上x方向上對應的位置值，Δa、Δb、Δc、Δd、Δe分別為各所述定標波長的光斑實際位置與相應的光斑理論位置在x方向上的偏差，x為所述當前波長在成像光譜儀譜圖矩陣上x方向上對應的位置值。6.根據權利要求1至4任意一項所述的方法，其特征在于，所述根據圖像處理方法分別計算預設個數的定標波長對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔繼承，王明佳，朱繼偉，姚雪峰，潘明忠，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：吉林,22