第32卷，第1期 2012年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.32,No.1,pp278-282 January，2012
基于DMD的哈达玛变换成像光谱仪中交错编码像素点的研究
徐君1,2，胡炳棵1*，冯大政3，张雯1.2，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
3.西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室，陕西西安710071
摘要近年来在哈达玛变换成像光诺仪研究领域中最重要的技术革新在于数字微镜器件在这种光谱仪中的应用，但同时也带来了一些相应的技术间题需要克服。详细的描述和分析了由于数字微镜器件在哈达玛变换光谱仪中的应用导致的编码图像上的部分像索点出现的一种交错编码现象；这种特殊的像索点，编码过程不符合哈达玛变换，在光谱复原过程中需要特殊处理。针对这种交错编码像素点，提出了一种标识方法和解码方法。实验中，向光谱仪中导人一束激光并充满整个视场，在编码的激光图像中确定交错编码像索点的位置。然后变换编码模板上哈达玛编码码道的空间位置，采集两组针对目标的编码图像，通过观察编码图像上一个像素点的灰度值组成的列向量中非零常量与零元素的个数，可以分辨它是否是一个交错编码像素点。其中一组编码图像上交错编码像素点光谱曲线可以通过对另一组编码图像上相应位置的像素点进行哈达玛反变换得到。实线结果证明了这一方法的可行性。
关键词哈达玛变换；数字微镜器件；光谱仪；交错编码；标识方法；解码方法
中图分类号：O435
引言
文献标识码：A
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)01-0278-05
置光学系统产生一幅输人图像，该图像被光栅分光后投射到 DMD上。DMD实现对图像光谱的空间光调制，最后经合光系统在操测器上得到综码后的图像。整个操作过程等同于应
哈达玛变换光谱学是类似于傅里叶变换光谱学的一种光谱调制技术[1."。最近以来，哈达玛变换或像光谱仪的创新性发展在于DMD在其设计中的应用>9]。用DMD作为空间光调制器面设计的HTSI的实验模型及可行性已经被国际上大量学者进行了论证U-15)，然而DMD应用同样也带来了一些新的问题，比如说，由于DMD微镜单元与探测器像元尺寸的不匹配以及其在光学设计和系统集成中出现的偏差，导致册现一种交错编码像款点，这些像素点的编码过程不符合哈达玛变换，在光谱复原中应该另行特殊处理，否则复原得到的光谱图像将存在误差偏大的瑕点，本文将针对这种交错编码现象展开讨论，并提出了针对这种交错编码像素点的定位方法和解码方法。
1基于DMD的哈达玛变换成像光谱仪
图1是基于DMD的HTSI的工作原理图。光谱仪的前收稿日期：2011-03-16，修订日期：2011-06-28
基金项目：国家自然科学基金项目（40805013)资助
用哈达玛变换对光谱进行数学变换(16)。
交错编码像素点的编码机理
DMD微镜单元的尺寸与探测器像元的尺寸一般不匹配，或者由于其他的在光学设计和系统集成中存在的偏差，导致编码码道的宽度往往不能在探测器上完全的覆盖整数个探测器像元。有些特殊位置的像素点同时被两个S循环矩阵编码调制，看起来就像交织在一起。
如图2(a)所示，实线方格代表微镜单元，虚线方格代表探测器像元，粗实线表示两个编码码道的交界线。以图中箭头标识的像素点为例，该像素点的.上半部分参照7阶S循环矩阵的行向量“1110100”编码，其下半部分参照行向量"1101001"编码，见图2(b)。因此这个像索点的每个光谱元不再完美地被“0"或“1"所编码，上半部分和下半部分编码所采用的S矩阵不同。对于这种特殊的编码像素点，这里命
作者商介：徐君，1979年生，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博士研究生
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