4、高信噪比高光谱夜视图像采集技术解析

高信噪比高光谱夜视图像采集技术解析

在光谱测量领域，提升数据的信噪比（SNR）以及测量效率一直是研究的重点。本文将深入探讨几种相关的光谱测量技术，包括去噪理论、空间像素复用编码光谱仪以及解卷积解析计算光谱仪。

1. 去噪理论

当系统受探测器噪声主导时，无论采用何种编码矩阵，噪声强度水平相同。与循环 - S 矩阵不同，H 矩阵分为两个独立矩阵，式（2.39）中的噪声 nH 可写为：
[
nH = nH^+ + nH^-
]
其中 nH+(i)、nH−(i) 和 nS(i) 遵循相同分布。基于基本代数性质可得：
[
(nH)^TnH = (nH^+ + nH^-)^T(nH^+ + nH^-) = (nH^+)^TnH^+ + (nH^-)^TnH^- + 2(nH^+)^TnH^-
]
不同测量中的噪声相互独立，即 (\sum_{i = 1}^{n} nH^-(i)nH^+(i) \propto 0)，所以：
[
(nH)^TnH \approx (nH^+)^TnH^+ + (nH^-)^TnH^- \approx 2(nS)^TnS
]
将此式代入式（2.39）并减去式（2.40），可得到 SNRDE_H 和 SNRDE_S 的关系：
[
SNRDE_H \approx SNRDE_S + 5 \times \log_{10} 2
]
这表明 H 矩阵在去噪方面具有一定优势。

2. 空间像素复用编码光谱仪

2.1 典型 HTS 系统

早期的传统光谱检测系统主要用于捕获物质的