基于光谱测量数据的自适应波段选择技术

周佳巧; 崔文楠; 张涛; 黄夏阳; 王周春

doi:doi:10.3788/LOP56.232501

激光与光电子学进展, 2019, 56 (23): 232501, 网络出版: 2019-11-27

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Adaptive Band Selection Technique Based on Spectral Measurement Data

周佳巧 ^1,2,3,**崔文楠 ^1,*张涛 ^1,***黄夏阳 ^1,4王周春 ^1,3

作者单位

¹ 中国科学院上海技术物理研究所智能红外感知重点实验室, 上海 200083

² 中国科学院大学, 北京 100049

³ 上海科技大学, 上海 201210

⁴ 上海大学, 上海 200444

图 & 表

图 1. 波段选择流程图

Fig. 1. Flowchart of band selection

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图 2. 傅里叶光谱数据处理流程图

Fig. 2. Flowchart of Fourier spectral data processing

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图 3. UAV目标探测图像

Fig. 3. UAV target detection image

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图 4. 不同物体的光谱曲线图。(a)无人机;(b)塑料袋

Fig. 4. Spectral curves of different objects. (a) UAV; (b) plastic bag

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图 5. 不同物体的SSNR曲线。(a) UAV;(b)塑料袋

Fig. 5. SSNR curves of different objects. (a) UAV; (b) plastic bag

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图 6. UAV携带塑料袋单通道探测图像

Fig. 6. Single-channel detection images of plastic bag carried by UAV

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图 7. 盒子探测图

Fig. 7. Box detection picture

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图 8. 不同扫描间隔时盒子的光谱曲线和SSNR曲线图。(a) 5 nm扫描间隔,光谱曲线;(b) 5 nm扫描间隔,SSNR曲线;(c) 10 nm扫描间隔,光谱曲线;(d) 10 nm扫描间隔,SSNR曲线

Fig. 8. Spectra and SSNR curves of box with different scan intervals. (a) 5 nm scan interval, spectral curve; (b) 5 nm scan interval, SSNR curve; (c) 10 nm scan interval, spectral curve; (d) 10 nm scan interval, SSNR curve

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图 9. 盒子单通道探测图像

Fig. 9. Single-channel detection images of box

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图 10. 玩偶探测图

Fig. 10. Doll detection picture

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图 11. 5 nm扫描间隔时玩偶的光谱曲线和SSNR曲线图。(a)光谱曲线图;(b) SSNR曲线图

Fig. 11. Spectral curve and SSNR curve of doll with 5 nm scan interval. (a) Spectral curve; (b) SSNR curve

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图 12. 玩偶单通道探测图像

Fig. 12. Single-channel detection images of doll

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表 1AOTF光谱仪参数

Table1. Parameters of AOTF spectrometer

Band range	Workingdistance	Field ofview	Focallength	Scanstep	Spectralresolution	Spatialresolution
400-1000 nm	0.5 m to ∞ (according to the lens)	3°-10°	28-150 mm(adjustable)	can be selectedas needed	2-10 nm	806 pixel×606 pixel

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周佳巧, 崔文楠, 张涛, 黄夏阳, 王周春. 基于光谱测量数据的自适应波段选择技术[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(23): 232501. Jiaqiao Zhou, Wennan Cui, Tao Zhang, Xiayang Huang, Zhouchun Wang. Adaptive Band Selection Technique Based on Spectral Measurement Data[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(23): 232501.

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图 1. 波段选择流程图

Fig. 1. Flowchart of band selection

图 2. 傅里叶光谱数据处理流程图

Fig. 2. Flowchart of Fourier spectral data processing

图 3. UAV目标探测图像

Fig. 3. UAV target detection image

图 4. 不同物体的光谱曲线图。(a)无人机;(b)塑料袋

Fig. 4. Spectral curves of different objects. (a) UAV; (b) plastic bag

图 5. 不同物体的SSNR曲线。(a) UAV;(b)塑料袋

Fig. 5. SSNR curves of different objects. (a) UAV; (b) plastic bag

图 6. UAV携带塑料袋单通道探测图像

Fig. 6. Single-channel detection images of plastic bag carried by UAV

图 7. 盒子探测图

Fig. 7. Box detection picture

图 8. 不同扫描间隔时盒子的光谱曲线和SSNR曲线图。(a) 5 nm扫描间隔,光谱曲线;(b) 5 nm扫描间隔,SSNR曲线;(c) 10 nm扫描间隔,光谱曲线;(d) 10 nm扫描间隔,SSNR曲线

Fig. 8. Spectra and SSNR curves of box with different scan intervals. (a) 5 nm scan interval, spectral curve; (b) 5 nm scan interval, SSNR curve; (c) 10 nm scan interval, spectral curve; (d) 10 nm scan interval, SSNR curve

图 9. 盒子单通道探测图像

Fig. 9. Single-channel detection images of box

图 10. 玩偶探测图

Fig. 10. Doll detection picture

图 11. 5 nm扫描间隔时玩偶的光谱曲线和SSNR曲线图。(a)光谱曲线图;(b) SSNR曲线图

Fig. 11. Spectral curve and SSNR curve of doll with 5 nm scan interval. (a) Spectral curve; (b) SSNR curve

图 12. 玩偶单通道探测图像

Fig. 12. Single-channel detection images of doll

表 1AOTF光谱仪参数

Table1. Parameters of AOTF spectrometer

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图 1. 波段选择流程图

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Fig. 3. UAV target detection image

图 4. 不同物体的光谱曲线图。(a)无人机;(b)塑料袋

Fig. 4. Spectral curves of different objects. (a) UAV; (b) plastic bag

图 5. 不同物体的SSNR曲线。(a) UAV;(b)塑料袋

Fig. 5. SSNR curves of different objects. (a) UAV; (b) plastic bag

图 6. UAV携带塑料袋单通道探测图像

Fig. 6. Single-channel detection images of plastic bag carried by UAV

图 7. 盒子探测图

Fig. 7. Box detection picture

图 8. 不同扫描间隔时盒子的光谱曲线和SSNR曲线图。(a) 5 nm扫描间隔,光谱曲线;(b) 5 nm扫描间隔,SSNR曲线;(c) 10 nm扫描间隔,光谱曲线;(d) 10 nm扫描间隔,SSNR曲线

Fig. 8. Spectra and SSNR curves of box with different scan intervals. (a) 5 nm scan interval, spectral curve; (b) 5 nm scan interval, SSNR curve; (c) 10 nm scan interval, spectral curve; (d) 10 nm scan interval, SSNR curve

图 9. 盒子单通道探测图像

Fig. 9. Single-channel detection images of box

图 10. 玩偶探测图

Fig. 10. Doll detection picture

图 11. 5 nm扫描间隔时玩偶的光谱曲线和SSNR曲线图。(a)光谱曲线图;(b) SSNR曲线图

Fig. 11. Spectral curve and SSNR curve of doll with 5 nm scan interval. (a) Spectral curve; (b) SSNR curve

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