文档介绍：代号 10701 学号 1011120696
分类号 TP751 密级公开
题(中、英文)目基于混叠采样的高分辨率遥感光谱成像研究
Coupled Sampling-based High Resolution Remote Sensing

Spectral Imaging Research

作者姓名潘旋指导教师姓名、职务石光明教授
学科门类工学学科、专业电路与系统
提交论文日期二○一三年三月
西安电子科技大学
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西安电子科技大学
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导师签名: 日期
摘要 I
摘要
在遥感技术的研究中,由于光谱图像比一般的全色图像具有更为丰富的信息,
使得它们在很多领域都得到了广泛的应用。且随着社会飞速信息化的发展,人们
对高空间分辨率遥感光谱成像的要求越来越高,更高的空间分辨率意味着包涵更
多的目标信息。传统遥感成像的空间像素分辨率取决于探测器的像元密度,但高
密度探测器的代价是非常巨大的,如何利用低密度的探测器获得高分辨率遥感光
谱图像是众多研究者们面临的挑战。近几年在学术界有了长足发展的压缩感知 CS
(Compressive sensing)理论给出这个问题可能的解决办法。
本文的工作旨在结合 CS 理论,针对推扫式遥感光谱成像,分别从通过设计
新颖的探测器成像模式和光学系统光路的角度,提出两种混叠采样模型,实现对
目标信息的编码观测。其中,一种是采用随机曝光控制电路和工作于 TDI(Time
Delay and Integration)D(Charge Coupled Device),实
D-TDI 模式的编码感知;另一种是在光学系统光路中,利用三次相位板的
波前编码技术,对目标图像实现压缩观测。并随后通过求解 L1 范数优化问题,从
观测数据中重构出高分辨率图像,完成计算成像,实现低密度探测器的高分辨率
遥感光谱重构。
此外,本文还分析比较了现有的基于 CS 的高分辨率成像方法。与之相比,
D-TDI 模式的高分辨率遥感光谱成像方案,可以在不牺牲光谱分辨率的
条件下,增强成像空间分辨率,提高输出图像信噪比,并具有控制电路设计简单和
图像获取效率高的优点;基于波前编码的成像策略则可以在实现目标景深延拓的
同时,增强成像空间分辨率。实验结果也验证了两种方法的有效性,为推扫式遥
感光谱成像提供获得高空间分辨率图像立方体的新途径。

关键词: 高分辨率成像 D-TDI 模式波前编码压缩感知
II 摘要
Abstract III
Abstract
Due to the fact that spectral images contain more abundant information than
general panchromatic images in the remote sensing technology, spectral images are
widely used in many fields. And with the rapid development of social informatization,
the requirement of high spatial resolution remote sensing spectral imaging is ing
severer. The higher the spatial resolution is, the more objective information it in