傅里葉變換成像光譜儀是一種基于傅里葉變換光譜學(xué)理論的能夠同時(shí)獲取目標(biāo)物體圖像信息和光譜信息的探測(cè)儀器。從成像光譜儀所采集的干涉圖像中反演出目標(biāo)光譜信息的過程稱為光譜復(fù)原,常規(guī)的光譜復(fù)原方法一方面難以應(yīng)對(duì)光譜系統(tǒng)中的非線性問題,針對(duì)非等間隔采樣的干涉信號(hào),復(fù)原出的光譜會(huì)存在一定程度的失真,另一方面,光譜復(fù)原效率較低,難以滿足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中對(duì)光譜反演速率越來越高的要求。為了實(shí)現(xiàn)光譜的精細(xì)復(fù)原,滿足當(dāng)下科研和工業(yè)應(yīng)用中的快速光譜復(fù)原的需求,本文研究了基于通用圖形處理器GPU（Graphics Processing Unit）計(jì)算的傅里葉變換光譜復(fù)原方法。首先,研究了傅里葉變換光譜儀的基礎(chǔ)理論。先論述了傅里葉變換光譜學(xué)的基本理論,討論了從干涉信息復(fù)原出光譜信息的基本流程,接著分析了基于Wollaston棱鏡和角錐的雙折射偏振干涉成像光譜儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,接下來建立了數(shù)學(xué)模型,論證了該系統(tǒng)中光程差隨采樣間隔作非線性變化的問題。然后,研究了非均勻傅里葉變換光譜復(fù)原的一般方法。先論述了光譜復(fù)原的整體流程——去趨勢(shì)項(xiàng)、切趾、相位校正和非均勻傅里葉變換,接著分析了最小二乘法和小波變換法兩種去趨勢(shì)項(xiàng)... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１光譜成像技術(shù)??傅里葉變換成像光譜技術(shù)依賴于快速傅里葉變換ＦＦＴ（Ｆａｓｔ?Ｆｏｕｒｉｅｒ?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ），快速??

無動(dòng)鏡干涉成像光譜儀的研充。??１９９３年美國(guó)率先研制出世界上首臺(tái)空間調(diào)制傅里葉變換成像光譜儀ＳＭＩＦＴＳ，巧機(jī)??的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖１．２所示Ｐｙ。??Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ?Ａｐｅｒｔｕｒｅ?Ｍｉｒｒｏｒ??Ｓｙｓｔｅｍ?＾?＾?Ｓｔｏｐ??Ｒｏｔａｔｅ?Ｓｃａｎ?＾??Ｍｉｒｒｏｒ?Ｎ?＼?／??ｉ??Ｓｐｌｉｔｔｅｒ?Ｉ??ｉ??Ｌｅｎｓ?＜＇?Ｉ?ｒ＇Ｔ＂＇＂＂＂＂?？■??Ｖ??Ｄｅｔｅｃ化ｒ?－?ｉ?ｉ?１１１?ｉ?ｉ?ｎ??圖１．２傅里葉變換成像光譜儀ＳＭＩＦＴＳ??該干涉成像光譜儀采用靜態(tài)推掃方案，光譜范圍ｌ－５ｕｍ，光譜分辨率為ｌＯＯｎｍ。１９９６??年美國(guó)Ｋｅｓｔｒｅｌ公司研制了傅里葉變換超光譜干涉成像儀ＰＵＳｌ。２０００年７月奠固軍義發(fā)??射的Ｍｉｇｈｔ－Ｓａｔ－ＩＩ衛(wèi)星上搭載了一臺(tái)傅里葉變換高光譜成像化該光譜儀將Ｓａｇｎａｃ干涉??儀作為分光元件??３??

玻成像光譜儀樣機(jī)Ｗ１。２００４年國(guó)內(nèi)的張淳民等人提出了基于時(shí)空混合調(diào)制的偏振干涉??成像技術(shù)，并研制了相關(guān)干涉成像光譜儀樣機(jī)２００７年我國(guó)＂擁娥一號(hào)＂搭載Ｓａｇｎａｃ??型空間調(diào)制干涉成像光譜儀ｔ４３ｌ，如圖１．３所示。該光譜儀具有３２個(gè)通道，光譜范圍??４８０？９６０ｎｍ。２００８年我國(guó)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星Ａ星上搭載了超光譜成像儀，具備??１１０？１２８?jìng)�(gè)動(dòng)態(tài)通道，光譜范圍４５９？９％ｎｍ。??Ｐ?編？宗：調(diào)??蒙昨Ｖ?巧??；?ｉ?扇阻ｋｃ一＾Ｊ??圖１．３干涉成像光譜儀??２０１０年西安交通大學(xué)的朱京平等人提出了基于Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ棱鏡的偏振干涉成像光譜??儀，如圖１．４所示ｔＷ。該光譜儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。２０１４年北京理工??大學(xué)的廖寧放等人提出了一種大孔徑紫外傅里葉變換成像光譜儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用具有??高光通量的時(shí)間－空間調(diào)制型結(jié)構(gòu)Ｗ解決現(xiàn)有系統(tǒng)能量不足的問題ｗｓｉ。２０１６年李建欣等??人提出了基于Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ和角錐的雙折射偏振干涉成像光譜儀ｗｓｉ，該光譜儀有效降低了??光譜儀的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性。除上述這些，國(guó)內(nèi)還有諸多研究人員進(jìn)行了??這方面的研究ＷＷＷ，各種成績(jī)標(biāo)志著我國(guó)的干涉成像光譜技術(shù)水平開始進(jìn)入世界前列。??１．２．２非均勻傅里葉變換算法的研究現(xiàn)狀??傅里葉變換光譜儀的光譜復(fù)原基于快速傅里葉變換算法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于快速高斯網(wǎng)格法的非線性光譜復(fù)原方法[J]. 沈燕,柏財(cái)勛,王昊,周建強(qiáng),李建欣.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
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[7]基于二次成像的像面干涉高光譜成像方法[J]. 李建欣,孟鑫,周偉,姚良濤,朱日宏.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]彈光調(diào)制非等相位干涉信號(hào)的快速光譜反演算法[J]. 王明艷,王志斌,張記龍,張敏娟,陳友華,景寧.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
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博士論文
[1]干涉成像光譜技術(shù)研究[D]. 張淳民.中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所 2001



本文編號(hào)：3371325