光栅成像光谱仪图像畸变校准方法研究.pdf

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1、第35卷第2期光学仪器V01．35，No．22013年4月OPTICALINSTRUMENTSApril，2013文章编号：1005—5630(2013)02—0069—05光栅成像光谱仪图像畸变校准方法研究韩军1，马筝1，吴玲玲1，路绍军1，于洵1，占春连2(1．西安工业大学光电工程学院，陕西西安710021；2．西安应用光学研究所，陕西西安710065)*摘要：成像光谱仪是一种“图谱合一”的光学遥感仪器。光栅型成像光谱仪由于原理简单，性能稳定，技术发展成熟等优点得到了广泛的应用。光栅成像光谱仪中不同采样步长的选择及不合理的拼接方法会导致目标图像

2、(分划板图像)的畸变，会使原来分划板图像中的正方形发生不同程度拉伸或者压缩成为矩形。现采用He-Ne激光器确定成像光谱仪的通带宽度，并利用低压汞灯进行波长定标，确定特定波长所对应的像元数，通过基于区域和小波变换的拼接方法完成目标图像，从而对目标图像的畸变进行校正。实验证明，可以使畸变量相比原始块匹配拼接方法减小一个数量级。关键词：光栅型成像光谱仪；畸变量；图像拼接中图分类号：TP73文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2013．02．014Imagedistortioncalibrationofimagingsp

3、ectrometerwithgratingdispersionHANJunl，MAZhen91，WULinglin91，LUShaojunl，ⅢXunl，ZHANChunlian2(1．SchoolofOptoelectronicEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi7an710021，China；2．Xi’anInstituteofAppliedOptics，Xi’an710065，China)Abstract：Imagingspectrometerisakindofopticalremotesen

4、singinstrumentswhichcombinesimagewithspectrum．Grating-basedimagingspectrometerhasawiderangeofapplicationsbecauseofitsconciseprinciple，stableperformanceandtechnologymaturity．Gratingimagingspectrometerindifferentsamplingfrequencychoicesandunreasonablesplicingmethodwillleadtotarg

5、etimage(retileimage)distortion，makingtheoriginalrectangularsquareretileimagestretchorcompressinvaryingdegrees．TheHe-Nelasermeasurepassbandwidthofimagingspectrometerisusedandlowpressuremercurylampadoptedforwavelengthcalibration，whichdeterminesthespecificwavelengthcorrespondingt

6、othepixelnumber．Then，withthemethodbasedonregionandwavelettransform，thetargetimageisachieved，whichthencanbeusedtocorrectthetargetimagedistortion．Theexperimentshowsthatthedistortionwiththismethoddecreasesconsiderablycomparedwiththeresultoftheoriginalsplicingmethod．Keywords：imagi

7、ngspectrometer；distortion；imagemosaic。收稿日期：2012—09—08作者简介：韩军(1966一)，男，山东章丘人，教授，博士，主要从事光学薄膜技术方面的研究。·70光学仪器第35卷引言20世纪80年代开始，成像光谱仪因能够获取高光谱分辨率景物或目标的高光谱图像，被广泛应用在航空、航天器上，从而对陆地、大气、海洋等进行观测[1]。成像光谱仪按分光方式的不同可分为光栅色散型、棱镜色散型、滤光片型、干涉型和计算层析型。光栅型成像光谱仪中不同采样步长的选择及不合理的拼接方法会导致目标图像的畸变，从而会影响成像光谱仪在探

8、测目标时的准确性和精度，使图像信息缺失或者变形，造成探测误差。因此可以看出畸变是影响光谱测量精度的重要原因之一，通过合理的