第32卷，第5期 2012年5月
光谱学与光谱分析 Spcctroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32,No, 5 pp1427-1430
May,2012
哈达玛变换光谱成像仪光谱响应非均匀性修正
刘彩芳12，胡炳棵1，魏儒义"，闫鹏
1.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 2.中国科学院研究生院，北京100049
摘要哈达玛变换光学是近些年发展起来的一门新技术，已经被广泛应用于月标设别、微弱信号检测等领域基于DMD的哈达玛变换光谱成像仪是一种新型的色型光谱成像仪。介绍厂哈达玛变换成像原理，在自行研制的哈达玛变换光谱成像仪基础上，从光谱定标的角度，研究了哈达玛变换光谱成像仪获得的编码图像的光谱响应非均匀性。针对哈达玛变换光谱成像仪获得的光谱图像中叠加非均勾性噪声及光谱受影响光谱复原精度的间题，首次在该光谱成像仪上利用辅射度相对光讲修正和绝对光谱修正算法，对光谱响应非均匀性进行修正，伤真计算和实验结果表明，对于哈达玛变换光谱仪采集的七个波段的光谱图像，修正后的光谱曲线与辐射度计获得的谱线精度非常接近，使复原光谱的误差在2.4%～4.2%的范围，满足实验室和工程应用的技术要求。
哈达玛变换；非均匀性修正；复原光谱精度
关键词
中图分类号：TP751.1
引言
文献标识码：A
DOl;10.3964/j.issn.1000-0593(2012)05-1427-04
效提高复原光谱的精度。
本工作是在基于DMD的哈达玛变换光谱成像仪的基础
Hadamard变换(hadamard transform，HT)光谱技术() 是近儿十年发展起来的一种新型的光谱调制技术，它实际是统计学中的称重设计在光学中的应用，理论模型是法国数学家Hadamard提出的一种n阶矩阵方程["]，如今，哈达玛变换已经广泛地用于光谱数据的获取、目标识别及分类、弱信号探测等领城。
哈达玛变换成像光谱仪是以哈达玛变换["为基础的一种光谱成像仪，是多通道操测技术在光学中的应用，它在摄取图像二维信息的同时，对图像的光谱信息进行编码，可以通过逆变换的方法复原出光谱信息。由于光谱仪中CCD器件各探测器单元光谱明应的不一致性，使得采集的编码图像中受加了因操测器像元响应非均匀性而产生的固定噪声信号。同时，由于数字微镜器件（digitalmicro-mirrordevice， DMD)[+)编码模板尺寸和操测器尺寸不一致，又会使采集到的光谱图像中出现像素混受。使复原的光谱产生偏差，虽然通过哈达玛逆变换的方法在一定程度上可以降低噪声，但是，噪声的存在仍然会引起复原光谱的较大变化。因此，在进行光谱复原之前，应对编码函进行非均匀性修正处理，以有
收稿日期：2011-10-31，修订日期：2012-01-25
上，应用光谱成像仪定标技术("，提出了一种能够对哈达玛变换光谱成像仪光谱响应不均匀性进行修正的方法。
哈达玛变换成像原理
哈达玛变换成像原理的关键是哈达玛变换模板，该变换模板是一个7阶方阵(以7阶为例)，应用该模板对输人信号的七个讲段进行选择，从前可以实现对光谱信号的编码。其矩阵表达式为
1
1
3 3
Ln
即
1 o 1 0 0
1 0 1 0 0
输出的单个信号可以写为
1
0 0 0 1 1
1 o 0
0
o 1 1 1
Y= sx
基金项目：国家自热科学基金项目（40805013）和国家重点基础研究发展计划项日（2009CB724005）资
作害简介：刘彩芳，女，1984年生，中国科学院西安光学精密机械研究所硕士研究生
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