基于GPU的快照式成像光譜復原研究.pdf

1、光譜成像技術集合了光譜技術和成像技術，具有多維信息獲取和處理能力，在各領域得到廣泛應用?？煺帐匠上窆庾V儀，可在一個探測器積分時間內(nèi)獲得完整的三維數(shù)據(jù)集，在實時偵測等方面具有巨大發(fā)展?jié)摿Γ壳耙殉蔀檠芯繜狳c。
　　目前的快照式成像光譜技術研究大多針對結構進行創(chuàng)新改進，對后期數(shù)據(jù)處理研究較少。此外，目前的光譜處理軟件多處理離線數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集與處理間相互獨立，集成度低，在一定程度上限制了快照成像光譜技術的發(fā)展應用。
　　本課題以實

2、驗室研制的快照式成像光譜儀樣機為研究平臺，研究其光譜復原算法，旨在最終搭建一套集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示等功能于一體的光譜復原系統(tǒng)，實現(xiàn)干涉圖的實時采集、光譜曲線和光譜切片的提取、圖像彩色合成以及光譜數(shù)據(jù)存儲等功能。本課題主要圍繞以下幾個方面開展了研究工作：
　　首先，對快照式成像光譜儀的系統(tǒng)結構和工作原理進行了研究，分析了系統(tǒng)獲得的干涉數(shù)據(jù)特性和可能存在的誤差，在此基礎上，對數(shù)據(jù)預處理、傅里葉變換及光譜定標等光譜復原算法進行研究，重

3、點研究了亞像素精度的圖像配準問題和非均勻干涉信號的光譜復原問題。
　　其次，結合CUDA并行計算架構，提出并實現(xiàn)了一種基于GPU的并行化光譜復原算法，在不損失光譜復原精度的情況下，獲得了20倍以上的光譜復原效率提升，大幅提高了光譜復原效率。
　　再次，成功搭建了一套集數(shù)據(jù)采集、處理、顯示等功能于一體的光譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)了干涉圖的實時采集、光譜處理、顯示及存儲等功能。
　　最后，以實驗室研制的快照式成像光譜儀樣機和本