基于RCASSI系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置

基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置
技术领域
1.本发明涉及高光谱成像技术领域，尤其涉及一种基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置。


背景技术：

2.高光谱成像是捕捉自然界真实场景三维光谱空间信息的重要工具，包括一维光谱信息和二维空间图像。光谱空间信息对文物鉴定、食品工业、医疗等领域具有重要意义。由于现有传感器只能在一次拍摄中捕获2d信息的限制，传统的光谱成像系统通常使用多相机或机械扫描采集方法进行采集，其速度慢、系统复杂度高、成本高。为了应对这一挑战，研究人员已经开始使用压缩传感理论，并开发了各种压缩成像系统。光谱成像的典型方法是编码孔径快照光谱成像(cassi)，cassi成像系统一般包含透镜、棱镜、物镜、掩膜等多种部件；cassi的基本原理是在快照中捕捉压缩测量，并通过压缩传感的重建算法恢复3d高光谱立方体。
3.目前普遍采用的高光谱成像方法为基于cassi系统或rcassi系统(反射型cassi系统)的高光谱成像方法，该高光谱成像方法虽然可实现高光谱图像的成像，但是由于在成像过程中所采用的成像系统的结构是固定的，因而基于该高光谱成像方法得到的光谱分辨率也是固定的，即现有的高光谱成像方法难以实现光谱分辨率的调节。因此，如何提供一种光谱分辨率可调的高光谱成像方法是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。
5.根据本发明的一个方面，本发明公开了一种基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，所述方法包括：
6.获取待生成的高光谱图像的光谱通道数量，确定光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角和光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角；
7.基于所述光谱通道数量以及预设像素尺寸确定光束相对于掩膜中心的偏移量，基于所述光束相对于掩膜中心的偏移量、光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角、光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角以及光束从所述棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角确定棱镜与掩膜之间的距离；
8.基于所述棱镜与掩膜之间的距离确定第一透镜与第二透镜的焦距，基于第一透镜与第二透镜的焦距确定所述第一透镜与第二透镜之间的间距；
9.基于所述第一透镜与第二透镜之间的间距通过位于所述第一透镜与第二透镜下方的移动平台对所述第一透镜和第二透镜进行位置调整。
10.在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：
11.基于所述光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角通过位于所述棱镜下方的
角度调节平台调整所述棱镜的角度。
12.在本发明的一些实施例中，基于所述光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角选择相应的棱镜。
13.在本发明的一些实施例中，通过以下公式确定棱镜与掩膜之间的距离：
[0014][0015]
其中，d为光束相对于掩膜中心的偏移量，s为棱镜与掩膜之间的距离，为棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角，t为棱镜的中心厚度，为光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角，为光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角。
[0016]
在本发明的一些实施例中，所述第一透镜与第二透镜的焦距的计算公式为：
[0017]
s＝f-2；
[0018]
其中，s为棱镜与掩膜之间的距离，f为第一透镜与第二透镜的焦距。
[0019]
根据本发明的另一方面，还公开了一种光谱分辨率可调的高光谱成像系统，所述高光谱成像系统在高光谱成像时采用如上任一实施例所述方法的步骤。
[0020]
在本发明的一些实施例中，所述系统包括所述系统包括物镜、分束器、第一透镜、棱镜组、第二透镜、反射式掩膜、移动平台、角度调节平台以及棱镜切换机构；
[0021]
所述第一透镜和第二透镜均与所述移动平台连接，所述移动平台用于调整所述第一透镜和第二透镜之间的间距；
[0022]
所述棱镜组包括多个尺寸不同的棱镜，所述棱镜组与所述角度调节平台连接，所述角度调节平台用于调整所述棱镜组的角度；
[0023]
所述棱镜切换机构包括棱镜转盘和棱镜转盘驱动部件，多个所述棱镜沿所述棱镜转盘的周向均匀布置在所述棱镜转盘上，所述棱镜转盘驱动部件的输出端与所述棱镜转盘连接，所述棱镜转盘驱动部件用于驱动所述棱镜转盘转动。
[0024]
在本发明的一些实施例中，所述移动平台包括导轨和滑块，所述导轨设置在基座上，所述滑块与所述第一透镜或第二透镜连接。
[0025]
在本发明的一些实施例中，所述角度调节平台包括旋转台，所述旋转台可转动的设置在基座上，且所述棱镜转盘设置在所述旋转台上。
[0026]
根据本发明的再一方面，还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任一实施例所述方法的步骤。
[0027]
通过利用上述实施例所公开的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置，可基于待生成的高光谱图像的光谱通道数量首先确定rcassi系统中第一透镜与第二透镜的焦距和距离，从而通过用于调整第一透镜与第二透镜位置的移动平台具体的调整第一透镜和第二透镜的位置，该方法通过调整第一透镜和第二透镜之间的间距改变了rcassi系统的光谱分辨率，因而该高光谱成像方法可实现高光谱图像的分辨率的可调。
[0028]
另外，通过用于调节棱镜角度的角度调节平台调节光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角也改变了rcassi系统的光谱分辨率，从而该高光谱成像方法进一步通过调节棱镜的入射角也实现了高光谱图像的分辨率的灵活调节。
[0029]
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对
于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
[0030]
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
[0031]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
[0032]
图1为本发明一实施例的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法的流程示意图。
[0033]
图2为本发明一实施例的光谱分辨率可调的高光谱成像系统的结构示意图。
[0034]
图3为本发明一实施例的光学元件的调节示意图。
[0035]
图4为棱镜的光学原理图。
具体实施方式
[0036]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0037]
在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0038]
应该强调，术语“包括/包含/具有”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
[0039]
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0040]
rcassi系统一般包括沿光束传输方向依次设置的物镜、分束器、第一透镜、棱镜、第二透镜和反射式掩膜。在基于现有的rcassi系统生成高光谱图像时，由于各光学元件的位置以及角度是固定的，因而现有的已成型的rcassi系统的光谱通道数是固定的，从而基于现有的rcassi系统进行高光谱成像时无法方便且灵活的调节光谱的分辨率。而发明人在研究中发现，在高光谱成像过程中，通过调整rcassi系统中的两个透镜的焦距、棱镜的楔角或棱镜的入射角均可以改变rcassi系统的光谱通道数，从而改变光谱分辨率。因此本发明提供了一种基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法和装置，以在高光谱成像过程中实现光谱分辨率的可调节。
[0041]
图1为本发明一实施例的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法的流程示意图，如图1所示，该高光谱成像方法至少包括步骤s10至s40。
[0042]
步骤s10：获取待生成的高光谱图像的光谱通道数量，确定光束在棱镜的远离掩膜
的第一侧面的入射角和光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角。
[0043]
在该步骤中，光谱通道数量为预先给定的，另外，其中光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角和光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角也可为预先给定的，或基于构建好的rcassi系统中所采用的具体的棱镜的尺寸确定的。其中，棱镜的远离掩膜的第一侧面可理解为图2所示的高光谱成像系统的棱镜的两个左侧面中的其中一个。
[0044]
步骤s20：基于所述光谱通道数量以及预设像素尺寸确定光束相对于掩膜中心的偏移量，基于所述光束相对于掩膜中心的偏移量、光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角、光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角以及光束从所述棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角确定棱镜与掩膜之间的距离。
[0045]
在通过步骤s10确定了光谱通道数量之后，则进一步的计算光束相对于掩膜中心的偏移量，且光束相对于掩膜中心的偏移量可用d表示。在一实施例中，预设像素尺寸可为5.5μm，则此时计算光谱通道数量以及预设像素尺寸的乘积即可得到光束相对于掩膜中心的偏移量d。计算得到光束相对于掩膜中心的偏移量d之后，则进一步的计算该光谱通道数量所对应的棱镜与掩膜之间的距离。
[0046]
在一实施例中，通过如下公式计算棱镜与掩膜之间的距离：在一实施例中，通过如下公式计算棱镜与掩膜之间的距离：其中，d为光束相对于掩膜中心的偏移量，s为棱镜与掩膜之间的距离，为棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角，t为棱镜的中心厚度，为光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角，为光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角。具体的，棱镜的靠近于掩膜的第二侧面也可理解为图2所示的高光谱成像系统中的棱镜的右侧面，而棱镜的远离掩膜的第一侧面也可理解为图2所示的高光谱成像系统中的棱镜的左侧两个侧面中的其中一个。并且上述的入射角和折射角之间的关系可通过斯涅尔定律确定。
[0047]
步骤s30：基于所述棱镜与掩膜之间的距离确定第一透镜与第二透镜的焦距，基于第一透镜与第二透镜的焦距确定所述第一透镜与第二透镜之间的间距。
[0048]
由于两个透镜的焦距影响rcassi系统的光谱通道数，因而若想使得rcassi系统生成的高光谱图像达到所需要的光谱通道数量，则可改变rcassi系统中的第一透镜与第二透镜之间的间距。在该步骤中，为了确定第一透镜与第二透镜之间的间距，则首先应确定第一透镜和第二透镜的焦距。
[0049]
示例性的，第一透镜与第二透镜的焦距的计算公式为：s＝f-2；其中，s为棱镜与掩膜之间的距离，f为第一透镜与第二透镜的焦距。可以理解的，基于该公式计算得到第一透镜与第二透镜的焦距之后，即可确定第一透镜和第二透镜的间距。
[0050]
步骤s40：基于所述第一透镜与第二透镜之间的间距通过位于所述第一透镜与第二透镜下方的移动平台对所述第一透镜和第二透镜进行位置调整。
[0051]
在该步骤中，通过改变两个透镜的位置可以调整两个透镜之间的间距。两个透镜之间的间距经过调整之后，则使得透镜间距调整之后的rcassi系统生成的高光谱图像的光谱通道数量得到改变，因而也调节了光谱分辨率。另外可以理解的，两个透镜的焦距越大，光线色散后偏离中心的偏移量就越大，而每个偏移中都包含着不同通道的光谱信息，偏移量越大，最后系统能够还原出的通道数就越多；所以通过增大或减小两个透镜的焦距，就可
以还原出更多或更少通道数的光谱数据。
[0052]
对于棱镜的入射角来说，改变棱镜入射角可以直接修改最终色散后的光线的偏移量，不同的偏移量则对应着不同的光谱，因而可知通过调节棱镜的入射角度可以改变系统最终得到的光谱通道数。因而在一实施例中，基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法还包括如下步骤：基于所述光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角通过位于所述棱镜下方的角度调节平台调整所述棱镜的角度。在该实施例中，通过位于棱镜下方的角度调节平台调整棱镜的角度，从而改变棱镜的入射角，则也实现了光谱分辨率的可调节。
[0053]
示例性的，将棱镜入射角从0度调整为1度，系统得到的光谱通道就能从451nm变为450.5nm。因而该实施例所公开的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法通过调节棱镜入射角的大小则可实现光谱分辨率的可调。
[0054]
另外根据图4所示的棱镜的光学原理图可以得出，棱镜的楔角增大，则其折射角也随之增大；由于棱镜的楔角直接决定着光线的折射角，则棱镜的楔角也就决定着色散后的光线所占的像素数。因此，在另一实施例中，基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，还包括基于所述光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角选择相应的棱镜；在该实施例中，基于预设的折射角选择合适的棱镜。在rcassi系统中，每个光谱通道至少占用1个像素才能够将这个通道的光谱信息分辨出来；所以，随着色散后的光线所占用的像素数的增多，系统最终得到的通道数会显著上升；例如rcassi系统之前所选用的为11
°
22
′
楔角的棱镜，此时该系统的光谱通道数为28个通道；若将11
°
22
′
楔角的棱镜调整为28
°
38
′
楔角的棱镜，则此时进行棱镜调整后的rcassi系统的光谱通道数可由28通道提高至92通道。由此可知，在基于rcassi系统的高光谱成像过程中，基于所需要的棱镜的折射角更换相应的棱镜，可使得rcassi系统输出满足需要的光谱通道数量。
[0055]
相应的，本发明还提供了一种光谱分辨率可调的高光谱成像系统，高光谱成像系统在高光谱成像时采用如上任一实施例所述方法的步骤。
[0056]
图2为本发明一实施例的光谱分辨率可调的高光谱成像系统的结构示意图，参考图2，该光谱分辨率可调的高光谱成像系统至少包括物镜10、分束器20、第一透镜40、棱镜组60、第二透镜50、反射式掩膜80、移动平台30、角度调节平台70以及棱镜切换机构。其中，物镜10、分束器20、第一透镜40、棱镜组60、第二透镜50和反射式掩膜80沿光传输方向依次设置。
[0057]
第一透镜40和第二透镜50均与所述移动平台30连接，所述移动平台30用于调整所述第一透镜40和第二透镜50之间的间距；所述棱镜组60包括多个尺寸不同的棱镜，所述棱镜组60与所述角度调节平台70连接，所述角度调节平台70用于调整所述棱镜组60的角度；所述棱镜切换机构包括棱镜转盘和棱镜转盘驱动部件，多个所述棱镜沿所述棱镜转盘的周向均匀布置在所述棱镜转盘上，所述棱镜转盘驱动部件的输出端与所述棱镜转盘连接，所述棱镜转盘驱动部件用于驱动所述棱镜转盘转动。
[0058]
在该光谱分辨率可调的高光谱成像系统中，两个透镜的焦距可通过移动平台进行调整，棱镜的入射角可通过角度调节平台调整，而棱镜的折射角以及楔角可通过棱镜转盘和棱镜转盘驱动部件进行调整，而又由于透镜的焦距、棱镜的折射角以及棱镜的入射角的改变均可以改变系统的光谱通道数量，因此该系统可方便的实现光谱分辨率的调节。
[0059]
在另外一些实施例中，光谱分辨率可调的高光谱成像系统中还包括透镜切换机
构，该透镜切换机构用于为rcassi系统选择合适的透镜。此时该系统中的第一透镜和第二透镜分别为由多个尺寸不同的透镜组合而成的第一透镜组和第二透镜组。与棱镜切换机构类似的，透镜切换机构也可包括透镜转盘和透镜转盘驱动部件，此时第一透镜组通过其中一组透镜切换机构实现透镜的切换，而第二透镜组通过另外一组透镜切换机构实现透镜的切换。具体的，第一透镜组中的多个尺寸不同的透镜沿所述透镜转盘的周向均匀布置在所述透镜转盘上，且透镜转盘通过透镜转盘驱动部件驱动而进行转动。在该实施例中，为了同时实现透镜的更换和透镜的角度的调整，则此时可将各透镜转盘和透镜转盘驱动部件设置在移动平台上，即透镜转盘、透镜转盘驱动部件和移动平台的移动部固定连接，此时当移动平台的移动部水平移动时，则透镜转盘和透镜转盘驱动部件与移动部同步运动。
[0060]
进一步的，移动平台包括导轨和滑块，所述导轨设置在基座上，所述滑块与所述第一透镜或第二透镜连接。在该实施例中，导轨作为固定件固定在基座上，而滑块沿导轨滑动则实现了透镜的位置的调整。示例性的，导轨上还可设有尺寸刻度线，则基于导轨上的尺寸刻度线则可进一步提高透镜所移动的尺寸的准确性。可以理解的，在该实施例中，采用导轨和滑块实现透镜的位置的调整仅是一种示例，在其他实施例中，移动平台还可采用其他结构的可实现往复直线运动的机构，如齿轮齿条机构、丝杠螺母机构等。
[0061]
进一步的，在其他的设有透镜切换机构的光谱分辨率可调的高光谱成像系统中，此时透镜切换结构可具体设置在透镜组与移动平台之间，此时多个透镜设置在透镜转盘上，而透镜转盘则与透镜转盘驱动部件的输出端固定连接，进一步的透镜转盘驱动部件可固定在移动平台的滑块上，则当移动平台的滑块移动时，则透镜切换机构、透镜组则与滑块同步移动。在一实施例中，高光谱成像系统中透镜组中的多个透镜的型号分别为acm254-050、acm254-060、acm254-070、acm254-080、acm254-100，并且该系统中的透镜的焦距可选择的设置为50mm、60mm、70mm、80mm或100mm。在该高光谱成像系统中，假设预先设置的棱镜的入射角为0度，而棱镜的楔角为11
°
22
′
，则在透镜的焦距设置为50mm的前提下，分别选用上述的五个透镜可使系统获得23、28、33、36、46个通道。
[0062]
在另一实施例中，角度调节平台包括旋转台，所述旋转台可转动的设置在基座上，且棱镜转盘设置在所述旋转台上。在该实施例中，基座可为实验平台等，并且旋转台带动整个棱镜转盘转动可改变棱镜转盘与透镜之间的夹角，从而改变各棱镜的入射角。示例性的，旋转台可手动操作转动或可通过旋转驱动部件驱动转动，则在该实施例中，棱镜转盘与棱镜转盘驱动部件的输出端固定连接，而棱镜转盘驱动部件则进一步被固定在旋转台上，且当旋转台转动时，棱镜转盘以及棱镜转盘驱动部件与旋转台同步转动。其中棱镜转盘驱动部件可为驱动电机，此时棱镜转盘与驱动电机的输出轴固定连接；并且用于驱动旋转台转动的旋转驱动部件也可为电机。在该实施例中，旋转台上也可设置角度刻度，则在对棱镜的入射角进行调整时，可参考旋转台上的角度刻度提高所调节的入射角的角度的准确度。另外，当棱镜的入射角调整完毕，则为了对旋转台进行定位，则旋转台上进一步的可设置锁紧螺钉。
[0063]
对于上述实施例所公开的光谱分辨率可调的高光谱成像系统，其通过透镜切换机构可方便的更换透镜，通过棱镜切换机构也可方便的更换棱镜，并且基于移动平台可方便的调整各棱镜的位置，而基于角度调节平台也可方便调节棱镜组中的各棱镜的入射角，因而该系统基于对透镜的焦距、棱镜的入射角或棱镜的楔角的调整可改变系统的光谱通道数
量，从而方便的实现光谱分辨率的调节。
[0064]
图3为本发明一实施例的光学元件的调节示意图，从图3中可以看出，本发明所公开的光谱分辨率可调的高光谱成像系统，其两个透镜的焦距可调、棱镜的入射角可调以及棱镜的楔角也可调，并且棱镜的楔角的调整通过更换不同尺寸的棱镜实现，则该光谱分辨率可调的高光谱成像系统基于对上述的光学元件的调整可方便的改变整个系统的光谱通道数量，从而也相应的方便的改变系统的光谱分辨率。假如本技术的高光谱成像系统的光谱范围是400-700nm的可见光波段，则通过调整该系统中光学器件的参数，则该系统能够在5nm-10nm范围内对光谱的分辨率进行调整。
[0065]
通过上述实施例可以发现，本技术的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置可基于待生成的高光谱图像的光谱通道数量首先确定rcassi系统中第一透镜与第二透镜的焦距和距离，从而通过用于调整第一透镜与第二透镜位置的移动平台具体的调整第一透镜和第二透镜的位置，该方法通过调整第一透镜和第二透镜之间的间距改变了rcassi系统的光谱分辨率，因而该高光谱成像方法可实现高光谱图像的分辨率的可调。
[0066]
并且本技术所公开的光谱分辨率可调的高光谱成像系统具有光谱分辨率调整灵活、泛化性强、性能稳定以及图像重建质量高等优点。
[0067]
另外，该发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任一实施例所述方法的步骤。
[0068]
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
[0069]
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
[0070]
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
[0071]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，其特征在于，所述高光谱成像方法包括：获取待生成的高光谱图像的光谱通道数量，确定光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角和光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角；基于所述光谱通道数量以及预设像素尺寸确定光束相对于掩膜中心的偏移量，基于所述光束相对于掩膜中心的偏移量、光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角、光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角以及光束从所述棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角确定棱镜与掩膜之间的距离；基于所述棱镜与掩膜之间的距离确定第一透镜与第二透镜的焦距，基于第一透镜与第二透镜的焦距确定所述第一透镜与第二透镜之间的间距；基于所述第一透镜与第二透镜之间的间距通过位于所述第一透镜与第二透镜下方的移动平台对所述第一透镜和第二透镜进行位置调整。2.根据权利要求1所述的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角通过位于所述棱镜下方的角度调节平台调整所述棱镜的角度。3.根据权利要求2所述的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，其特征在于，基于所述光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角选择相应的棱镜。4.根据权利要求1所述的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，其特征在于，通过以下公式确定棱镜与掩膜之间的距离：其中，d为光束相对于掩膜中心的偏移量，s为棱镜与掩膜之间的距离，为棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角，t为棱镜的中心厚度，为光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角，为光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的折射角。5.根据权利要求4所述的基于rcassi系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法，其特征在于，所述第一透镜与第二透镜的焦距的计算公式为：s＝f-2；其中，s为棱镜与掩膜之间的距离，f为第一透镜与第二透镜的焦距。6.一种光谱分辨率可调的高光谱成像系统，其特征在于，所述高光谱成像系统在高光谱成像时采用如权利要求1至5中任意一项所述方法的步骤。7.根据权利要求6所述的光谱分辨率可调的高光谱成像系统，其特征在于，所述系统包括物镜、分束器、第一透镜、棱镜组、第二透镜、反射式掩膜、移动平台、角度调节平台以及棱镜切换机构；所述第一透镜和第二透镜均与所述移动平台连接，所述移动平台用于调整所述第一透镜和第二透镜之间的间距；所述棱镜组包括多个尺寸不同的棱镜，所述棱镜组与所述角度调节平台连接，所述角度调节平台用于调整所述棱镜组的角度；所述棱镜切换机构包括棱镜转盘和棱镜转盘驱动部件，多个所述棱镜沿所述棱镜转盘
的周向均匀布置在所述棱镜转盘上，所述棱镜转盘驱动部件的输出端与所述棱镜转盘连接，所述棱镜转盘驱动部件用于驱动所述棱镜转盘转动。8.根据权利要求7所述的光谱分辨率可调的高光谱成像系统，其特征在于，所述移动平台包括导轨和滑块，所述导轨设置在基座上，所述滑块与所述第一透镜或第二透镜连接。9.根据权利要求7所述的光谱分辨率可调的高光谱成像系统，其特征在于，所述角度调节平台包括旋转台，所述旋转台可转动的设置在基座上，且所述棱镜转盘设置在所述旋转台上。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种基于RCASSI系统的光谱分辨率可调的高光谱成像方法及装置，包括：获取待生成的高光谱图像的光谱通道数量，确定光束在棱镜的远离掩膜的第一侧面的入射角和光束在棱镜的第一侧面的折射角；基于光谱通道数量以及预设像素尺寸确定光束相对于掩膜中心的偏移量，基于偏移量、入射角、折射角以及光束从所述棱镜的靠近于掩膜的第二侧面上输出的相对于初始光轴的偏移角确定棱镜与掩膜之间的距离；基于棱镜与掩膜之间的距离确定第一透镜与第二透镜的焦距，基于焦距确定第一透镜与第二透镜之间的间距；基于间距通过位于第一透镜与第二透镜下方的移动平台对第一透镜和第二透镜进行位置调整。该方法在高光谱成像过程中可实现光谱分辨率的调节。可实现光谱分辨率的调节。可实现光谱分辨率的调节。


技术研发人员：于振明 狄珈羽 程黎明 金彦涛 徐坤
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/22