光学学报, 2020, 40 (1): 0111026, 网络出版: 2020-01-06   

电子式多狭缝组合编码高光谱成像系统 下载: 1493次

Hyperspectral Imaging System Using Electronic Multi-Slot Combination Coding
作者单位
1 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
图 & 表

图 1. SD-CASSI系统

Fig. 1. SD-CASSI system

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图 2. k次单行测量数据流程图

Fig. 2. Data flow of the kth row measurement

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图 3. 二维随机编码与多狭缝组合编码对比。 (a)二维随机编码;(b)多狭缝组合编码

Fig. 3. Comparison of two-dimensional random coding and multi-slot combination coding. (a) Two-dimensional random coding; (b) multi-slot combination coding

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图 4. 测量矩阵与测量向量的对应关系

Fig. 4. Correspondence between the measured matrix and measured vector

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图 5. 编码采样结果和不同采样率恢复结果。 (a)原图;(b)传统采样数据;(c)编码采样数据; (d) 20%采样恢复;(e) 50%采样恢复 (f) 80%采样恢复

Fig. 5. Coded sampling results and recovery results with different sampling rates. (a) Original image; (b) traditional sampling data; (c) coded sampling data; (d) 20% sampling recovery; (e) 50% sampling recovery; (f) 80% sampling recovery

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图 6. 不同采样率下光谱恢复结果对比

Fig. 6. Comparison of spectral recovery results at different sampling rates

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图 7. 不同采样率恢复结果评价。(a)空间信息恢复的pSNR;(b)光谱信息恢复的SCF

Fig. 7. Evaluation of recovery results for different sampling rates. (a) pSNR for spatial information recovery; (b) SCF for spectral information recovery

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图 8. 基于液晶光阀的电子式多狭缝组合编码高光谱成像系统

Fig. 8. Electronic multi-slot combined encoding hyperspectral imaging system based on liquid crystal light valve

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图 9. 实验用成像目标和实验采样结果。(a)成像目标;(b)采样结果

Fig. 9. Imaging target and sampling results used in experiment. (a) Imaging target; (b) sampling results

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图 10. 不同采样率实验下的恢复结果。(a) 20%;(b) 50%;(c) 80%

Fig. 10. Recovery results of experiments with different sampling rates. (a) 20%; (b) 50%; (c) 80%

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图 11. 不同位置下光谱恢复的结果。(a)位置1和位置2;(b)位置3和位置4

Fig. 11. Spectral recovery results at different positions. (a) Position 1 and position 2; (b) position 3 and position 4

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图 12. 室外实验,不同采样率下的恢复结果。(a) 80%采样率下恢复的数据立方体;(b)不同采样率下位置A的光谱曲线恢复结果

Fig. 12. Recovery results under different sampling rates in outdoor experiments. (a) Data cube recovered at 80% sampling rate; (b) recovery result of spectral curve at position A under different sampling rates

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图 13. 不同视场的定标

Fig. 13. Calibration under different fields of view

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表 1不同算法在不同采样率下的数字仿真结果

Table1. Digital simulation results of different algorithms under different sample rates

Reconstruction algorithm20%50%80%
pSNR /dBSCFpSNR /dBSCFpSNR /dBSCF
Basis pursuit[17]18.90.8130.70.8932.40.92
Orthogonal matching pursuit24.60.8533.80.9138.50.96
Iterative reweighted least squares[18]25.30.8632.30.9134.70.95
Gradient projection[19]23.10.8029.70.8833.40.92
Iterative soft thresholding[20]24.70.8128.80.8732.90.90

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刘世界, 李春来, 徐睿, 唐国良, 王建宇. 电子式多狭缝组合编码高光谱成像系统[J]. 光学学报, 2020, 40(1): 0111026. Shijie Liu, Chunlai Li, Rui Xu, Guoliang Tang, Jianyu Wang. Hyperspectral Imaging System Using Electronic Multi-Slot Combination Coding[J]. Acta Optica Sinica, 2020, 40(1): 0111026.

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