【摘要】：針對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用中存在的大孔徑靜態(tài)干涉成像光譜儀(large aperture static imaging spectrometer,LASIS)的數(shù)據(jù)壓縮問(wèn)題,根據(jù)LASIS的成像特點(diǎn),在詳細(xì)分析其數(shù)據(jù)特性之后,提出了基于光程差維數(shù)據(jù)源的壓縮,并與以往的LASIS和LAMIS數(shù)據(jù)源壓縮進(jìn)行對(duì)比研究。選擇不同的數(shù)據(jù)源獲得的壓縮效果不同,為了更合理的選擇LASIS數(shù)據(jù)源,降低壓縮算法帶來(lái)的圖像和光譜損失,實(shí)驗(yàn)以LASIS原理樣機(jī)推掃獲得的短波紅外數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象,在詳細(xì)介紹了三種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)以及提取方法之后,變換得到上述三種形式的數(shù)據(jù)源,采用工程中成熟應(yīng)用的JPEG和JPEG2000算法對(duì)三種數(shù)據(jù)源分別進(jìn)行逐幀壓縮和重建,然后對(duì)壓縮效果在圖像維、干涉維和光譜維以及壓縮比進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析,并提取視場(chǎng)中三種目標(biāo)物質(zhì)的光譜曲線,對(duì)壓縮前后它們的光譜信息損失進(jìn)行了度量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相較于采用LASIS和LAMIS數(shù)據(jù)源作為壓縮對(duì)象,以LASIS光程差維數(shù)據(jù)作為壓縮對(duì)象,無(wú)論是在圖像維、干涉維還是光譜維的壓縮評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性:同樣的壓縮方案下,基于光程差維數(shù)據(jù)源的壓縮能在獲得較高壓縮比的同時(shí)獲得更低的均方誤差和更高的峰值信噪比,且對(duì)光譜信息的損失也是三種數(shù)據(jù)源中最小的。
[Abstract]:In view of the problem of data compression of large aperture static interferometric imaging spectrometer (large aperture static imaging spectrometer,LASIS) in practical engineering application, according to the imaging characteristics of LASIS, after detailed analysis of its data characteristics, The compression of data sources based on optical path difference dimension is proposed and compared with that of LASIS and LAMIS data sources. Different data sources have different compression effects. In order to select LASIS data source more reasonably and reduce the loss of image and spectrum brought by compression algorithm, the experiment takes shortwave infrared data obtained by LASIS principle prototype as the research object. After introducing the data characteristics and extracting methods of three kinds of data in detail, the three kinds of data sources are obtained by transformation. The three data sources are compressed and reconstructed frame by using JPEG and JPEG2000 algorithms, which are mature and applied in engineering. Then, the image dimension, interference dimension and spectral dimension and compression ratio are compared and analyzed in detail, and the spectral curves of three target materials in the field of view are extracted, and the loss of spectral information before and after compression is measured. The experimental results show that, compared with using LASIS and LAMIS data sources as compression objects, LASIS optical path difference dimension data are used as compression objects, regardless of the image dimension. Both interferometric dimension and spectral dimension compression evaluation criterion show obvious superiority: under the same compression scheme, The compression based on optical path difference dimension data source can obtain lower mean square error and higher peak signal-to-noise ratio while obtaining higher compression ratio, and the loss of spectral information is the least among the three data sources.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所;西安交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41005019) 國(guó)家(863)計(jì)劃項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】：TP391.41;TH744.1

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