一种八谱段滤光片成像系统设计

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一种八谱段滤光片成像系统设计

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来源：光子学报      发表时间：2020.05.30
作者：孙帮勇1,2, 袁年曾1, 胡炳樑2
作者单位：1. 西安理工大学 印刷包装与数字媒体学院, 西安 710048;
2. 中国科学院西安光学精密机械研究所 光谱成像技术重点实验室, 西安 710119
摘要：针对多光谱滤光片阵列成像采样率低，原始（Raw）数据稀疏所导致的重建图像模糊，高频信息丢失等问题，提出了一种新八谱段滤光片阵列分布方案，利用基于邻域梯度延伸方法对光谱Raw图像进行重建.首先基于二叉树生成法，在重复排列的4×4阵列中设计了一种等空间概率比的八谱段滤光片分布方案；然后针对传感器直接获取的稀疏Raw图像，计算各谱段采样点的梯度信息，在保持图像结构特征和纹理信息的基础上，利用邻域采样点的像素值和梯度值对未采样点进行重建，从而获得完整的光谱图像信息；最后，基于已重建的八谱段光谱图像，采用伪逆矩阵法重构各像素位置的31波段光谱值.结果表明，相对于主流图像重建方法，本文算法提高了重建八谱段光谱图像的峰值信噪比、复合峰值信噪比，降低了光谱均方差，更好地保留了图像的纹理和边缘，有效降低了多光谱滤光片阵列成像中的颜色伪影和图像模糊等现象.

关键词:  多光谱图像, 多光谱滤光片阵列, 去马赛克算法, 邻域梯度延伸, 梯度方向