1 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京100191
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥230026
相位修正是傅里叶变换成像光谱仪光谱复原的关键技术之一, 针对现有算法对带有噪声的干涉图相位修正不足的问题, 文章提出了一种基于模拟退火算法求解相位误差的修正方法。 该方法通过控制相位下降函数, 利用相位区间内产生的随机相位值修正干涉图数据得到目标函数值, 依据Metropolis准则判断目标函数增量以确定相位最优解。 该算法仿真结果表明, 优化出的相位误差小于0.5%, 光谱复原的相对光谱误差精度和稳定性均小于1%, 较现有算法有显著提高。
傅里叶变换成像光谱仪 模拟退火算法 相位误差 修正函数 Fourier transform imaging spectrometer Simulated annealing algorithm Phase error Correcting function 光谱学与光谱分析
2011, 31(7): 2011
1 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京100191
2 中国科学院西安光学与精密机械研究所, 陕西 西安710119
3 中国科学院研究生院, 北京100049
提出了将光谱信息散度和光谱梯度角正切相结合的光谱区分方法(SID×tan(SGAπ/2)), 克服了现有光谱区分方法难以同时兼顾光谱整体形状和局部特征的不足。 利用仿真光谱作为输入源, 根据时空联合调制干涉成像光谱仪的干涉图获取原理和光谱复原算法, 模拟了其在不同最大掺杂比下对失真光谱的复原, 并采用不同区分方法分别比较了复原光谱与准确光谱的差异。 实验结果表明SID×tan(SGAπ/2)法可以在辨别光谱整体形状相似性的前提下, 增强对光谱局部特征差异性的分辨能力。 通过对多种区分方法结果的对比, 验证了SID×tan(SGAπ/2)法在光谱区分能力上的显著提高。
光谱区分方法 信息散度 梯度角 时空联合调制干涉成像光谱仪 Spectral discrimination method Information divergence Gradient angle Temporally and spatially modulated fourier transfo
北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
提出了基于梯度的信息散度的光谱区分方法[SID(SG)]。首先通过求取光谱梯度进行局部特征区分，再通过求光谱梯度的信息散度进行整体比较。采用仿真光谱和实际测量光谱，比较了SID(SG)与其他方法的光谱区分能力。利用相关光谱区分熵(RSDE)作为评价标准对实验结果进行了量化评价。SID(SG)方法的RSDE值分别是1.2849和1.5184，均为两组实验中几种方法的最小值。实验结果表明了SID(SG)方法相对于其他几种方法在光谱区分能力上的优越性。
光谱学 光谱区分 信息散度 梯度 相关光谱区分熵
北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
空间目标的光散射、光辐射特性除了与其背景环境、几何结构和表面材料等密切相关外，姿态变化对其光学特性也有一定的影响，这种影响在天基观测中尤为明显。就姿态变化对空间目标可见光特性的影响进行了理论分析与建模研究，建立了姿态相关的空间目标可见光特性的理论模型。结合具体的参数，对空间目标环境一号卫星和资源二号卫星在探测视点处的辐照度随姿态的变化进行了数值计算。初步的研究结果表明，姿态变化对空间目标可见光特性的影响不可忽略。建模结果可为空间目标的探测、识别提供理论依据。
空间光学 空间目标 可见光特性 姿态变化 建模与仿真
北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京 100191
从原理上分析了掩膜的光场成像特点，通过建立光场成像的计算机仿真模型，模拟四维光场的获取，并通过数字对焦算法获得离焦物体的清晰图像.同时利用采样定理分析了孔径采样密度对数字对焦图像的影响，计算出合适的采样间隔对仿真模型的复杂度进行优化.
掩膜 光场成像 采样 仿真 Mask Light Field image Sampling Simulation
北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京 100191
结合光场成像数字对焦空间域算法和频率域算法的区别，分别提出了适用的图像清晰度评价方式，并进行了仿真实验分析.空间域评价方法根据评价区域缩小图像重构数据量，频率域评价方法则将评价函数嵌入到图像重构过程中，改进后的方法相对传统方法提高了速度.
光场成像 数字对焦 对焦清晰度评价 Light field photography Digital refocusing Focusness evaluation
北京航空航天大学 精密光机电一体化技术教育部重点实验室,北京 100191
在研究小波变换和分层树集合分割排序算法的基础上，将小波图像压缩技术应用于干涉图的压缩.根据小波分解系数矩阵中高频子图像上数据接近于零，信息主要表现部分在低频子图像上，以及干涉图数据中主要信息集中在零光程差附近的特征，将干涉图一行数据拆开并按对角Z型排列存储为矩阵形式，再进行小波压缩.结果表明,此改进能提高压缩性能.
小波变换 SPIHT算法 干涉图 图像压缩 Wavelet transform SPIHT algorithm Interferogram Image compression
