5、高信噪比高光谱成像与红外图像超分辨率技术

高信噪比高光谱成像与红外图像超分辨率技术

在当今的光学与计算机视觉领域，高信噪比（SNR）高光谱成像以及红外图像超分辨率技术是备受关注的研究方向。这些技术在化学、生物学、军事、医学等众多领域都有着广泛的应用前景。

1. 高信噪比高光谱成像采集技术

高光谱成像在很多情况下需要高SNR和高光谱分辨率，但光源和探测器有时会受到限制。为了解决这个问题，研究人员引入了多种复用技术。

1.1 复用技术概述

复用技术已经被研究了很长时间，重复平均测量是一个很好的起点。为了评估复用技术的改进效果，研究人员引入了一种性能评估方法，并讨论了复用的数学模型。

• Hadamard变换光谱法（HTS） ：HTS是研究最多的光谱测量方法之一，它以复用为工具。然而，以往的HTS理论基于一些假设，较难理解。研究人员引入了新的理论来分析HTS的去噪性能，并讨论了其去噪能力的上下限。
• 空间像素复用编码光谱仪 ：基于空间调制设备（如数字微镜器件DMD），提出了一种新的空间像素复用编码光谱仪。它比传统的HTS更高效，具体来说，它所需的测量次数与编码矩阵的规模相同，因此易于实现。
• 基于反卷积的快照测量 ：HTS虽然能提高SNR结果，但它需要多次测量，无法测量瞬态光谱。因此，研究人员引入了基于反卷积的快照测量方法，该方法利用复用技术提高吞吐量。实验和模拟都表明，这种方法显著提高了SNR和吞吐量。

1.2 反卷积分辨计算光谱仪

使用分束器构建两条功能不同