第31卷，第10期 2011年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
哈达玛变换光谱仪混合像元解混方法研究
Vol. 31, No. 10. pp2870-2873
October, 2011
闫鹏，胡炳棵，刘学斌，孙威，李立波，冯玉涛，刘永征中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室，陕西西安
710119
摘要哈达玛变换光谱成像仪是一种采用多通道探测的数字变换光谱技术，介绍了基于数字微镜阵列器件(DMD)的哈达玛变换光谱仪工作原理与仪器结构，对成像传感器所获得的混合像元进行了分析研究，理论推导出了混叠像元的解混合方法，仿真实验结果表明该方法简单有效，对提高混合像元复原光谱精度超过10%。
关键词哈达玛；混合像元；光谱成像仪；DMD
中图分类号：TH744.1
引言
文献标识码：A
DI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)10-2870-04
增加测量次数的前提下有效提高测量的信噪比。对于一个由 n个元索组成的模板，每次测到的信号，可以表示为
光诺成像技术是新一代的光电探测技术，已广泛应用于陆地海洋地理遥感，大气、土壤和水体的遥感监测，医疗光谱成像诊断，军事目标侦查探测、检视等军事和民用领域，具有很高的开发应用价值。
目前微小型光谱仪人射狭缝形式大多数采用单狭缝，带来的缺点是光通量严重下降。因此，大多数光据光谱仪存在光通量与分辨率间接的矛盾(3。为了实现多狭缝阵列结构，目前经常采用电驱动平移狭缝。该方法对模板工艺要求苛刻，并且驱动结构复杂精度较差；同时由于移动距离有限，限制了狭缝的个数，种种不利都限制了哈达玛光谱仪的发展4
因此，为了能很好解决的光栅光谱仪上面提到的这些间题，我们设计了基于数字微镜阵列（digitalmicro-mirror device，DMD)的哈达玛变换光谱仪，它具有光通量大，性噪比高，狭缝宽度、哈达玛阶数实时可调等诸多优点[5。当然，不可避免的它也有多狭缝所带来的光谱混叠等向题。本文针对混合像元的间题，给出了一种便捷的哈达玛变换像元解混方法。
1哈达玛变换原理
哈达玛变换理论来自于法国数学家JacquesHadamard，从数学上讲，哈达玛变换光谱实际上是统计学中的称量设计在光谱学中的应用"，应用该理论的组合测量方法可以在不
收稿日期：2011-01-26，修订日期：2011-04-20
基金项目：国家自然科学基金项目(41005109)资助
小 s,x 台
(1)
式中是用第块模板调制产生的信号总和，X；是模板上第：个元索所产生的信号，S表示空间光调制器透光与不透光情况，其中”1"透光"0"不透光，实际上就是哈达玛循环S 矩阵的第行。
写成矩阵形式为对上式求解得
Y-S.x
(2)
X-S.Y
(3)
即可以还原出目标的光谱信息。
哈达玛变换光谱仪结构 2
哈达玛变换光谱仪由分光系统，哈达玛编码器件DMD，合光系统以及数据采集系统构成8]，其工作原理如图1所示。
Collinating lens
Fore optics
Inpu
inage
Collimating lens II
entlens1
Convergent kers I
Detecto
DMD
Spectral dispension
Spectral reeombitation
gating
grating
Principle chart of hadamard transform
Fig1
imaging spectrometer
作者简介：国需，1985年生，中国科学院西安光学精密机械研究所研究实习员万方数据
e-mail; summer_hehe@163. com; hbl@opt. ac, cn