摘要：通过获得目标的光谱特性,揭示目标物质的表面成分,从而识别目标。阐述了hadamard变换多通道探测的原理及基于hadamard变换的光谱成像仪原理,设计并研制了基于数字微镜器件(DMD)的hadamard变换多谱段自适应光谱仪;使用该光谱仪在实验中成功的复原出目标物的光谱,从复原出的光谱曲线中可以鉴别出目标物,同时,将实验组所得光谱曲线与国际标准的光谱曲线进行了比较,平均误差小于4%。

摘要：数字微镜器件(DMD)可以灵活高效地实现各阶hadamard编码模板,设计了一种基于DMD的光谱分辨率自适应的hadamard变换成像光谱仪,分析了仪器的结构和工作原理及实现光谱分辨率自适应的方法。它可以根据目标景物和观测要求的不同而自适应地调整光谱成像的光谱分辨率,从而在光谱准确度和数据计算量之间做出合理的折衷,既满足了对目标分类识别的要求,又提高了数据传输和处理的速度。

摘要：国内外对DMD空间光调制的hadamard变换成像光谱仪做了大量的理论研究和实验验证,但这项技术的研究还不够成熟,很多问题需要进一步的研究。在这种光谱仪中每个像素点色散光谱的编码矩阵互不相同。通过比较激光编码图像灰度值的变化并结合S矩阵元素的变化规律,提出了一种光谱反演矩阵的标定方法。以七阶左移循环S矩阵为例设计编码模板,通过两组成像实验对光谱反演结果进行了验证。在第一组实验中,将一束激光波长为632.8 nm激光导入光谱仪中,光谱仪的光谱响应范围为550~680 nm,632.8 nm在第五个波段范围626~644 nm之内理论上只有波段范围为626~644 nm的第五幅光谱图像是明亮的,其余的图像没有能量分布,实际的实验结果与理论上的分析相吻合。在第二组实验中,让光谱仪对一个彩色蝴蝶模型进行成像,在反演后得到的光谱图像上提取两个测试点的光谱曲线,与用辐射度计提取的光谱特性曲线进行对比分析,实验结果表明反演所得的光谱曲线与辐射度提取的光谱特性曲线基本一致。两组光谱反演的实验结果验证了所提出的光谱反演矩阵标定方法的有效性。

摘要：数字微镜器件(DMD)代替移动式机械模板作为空间光调制器是hadamard变换光谱技术的最新发展方向。在实际的工程设计中,投射到DMD上的色散光谱无法被所构造的hadamard编码模板完美地按照S矩阵进行编码,这一现象将会给光谱反演带来误差。文中提出了一种采用步进系数校正光谱图像的方法,根据像素点在图像上空间位置的不同,在其相应的S编码矩阵中引入一个步进系数进行校正,实验结果表明通过该方法反演得到的光谱图像逼近目标的真实光谱。

摘要：研究了利用数字微镜器件生成hadamard光调制编码模板的方法,深入分析了利用该编码模板进行光调制的工作原理及设计中应注意的技术细节。采用原型样机光谱仪对入射激光进行编码成像实验,光谱反演后提取图像上样本区域内少量像素点的光谱曲线,发现其光谱峰值恰好在激光波长所在的光谱通道内,反演后的图像中只有激光波长所在光谱通道的光谱图像有能量分布。实验结果表明运用数字微镜设计的hadamard编码模板达到了理想的空间光调制效果。

摘要：提出一种利用FPGA实现hadamard变换光谱仪光谱复原算法的方案。利用具备数字信号处理功能的FPGA对hadamard编码图像,可以快速地进行hadamard逆变换并得到复原图像。根据复原图像可以知道被测目标在各个波段的信息从而获得光谱曲线。实验表明,利用FPGA来完成该型光谱仪的光谱复原可以得到清晰的复原图像和单点光谱曲线,并且与软件得到的处理结果基本相同。该方案可以用于该型光谱仪的实时光谱复原以及基于光谱特征的目标识别领域。

摘要：为了提高传统数字图像水印防伪算法的性能,提出了基于hadamard变换的数字图像水印防伪算法。根据数字图像的特点,采用阈值处理方法去除噪声,通过逆向hadamard变换完成对数字图像的重构变换,并对原始数字图像进行一级分解,得到多个子带数字图像,再用不重复的方式将数字图像划分为多个子图,提取子块数字图像中的水印信息,通过计算待提取的水印信息的量化值,对各个子块数字图像进行处理,结合数字图像的水印防伪算法流程设计,实现数字图像的水印防伪。实验结果表明,采用数字图像水印的防伪精度高达93.4%,误码率仅为35.9%,具有较好的识别效果。

摘要：介绍了一种基于DMD的hadamard变换成像光谱仪的物理模型。以7阶S矩阵为例进行论述,通过改进编码模板的设计方案,使所有色散光谱都能被严格编码为7段。提出了一种针对复原后光谱图像的修正方法,以7阶的S矩阵编码,最终可以获得6幅质量较高的光谱图像。如以n阶的S矩阵编码,最终可以获得n-1幅质量较高的光谱图像。实验结果证明了该方案的可行性和有效性。

摘要：长期以来hadamard变换成像光谱技术一直受到编码模板的制约而发展缓慢,然而随着微光机电系统(MOMES)的出现,基于数字微镜器件设计hadamard编码模板为hadamard变换成像光谱技术的发展提供了新的契机。介绍了一种基于数字微镜器件(DMD)的hadamard变换成像光谱仪的物理模型及其hadamard编码模板的设计方法,该方法控制DMD将光谱仪的光谱响应范围对应的色散光谱的宽度按照S矩阵的阶数等分,在空间上形成循环变化的hadamard编码模版。实验表明光谱仪原理样机取得的光谱曲线与辐射度计取得的光谱曲线相似度很高,有力证明了基于DMD设计的编码模板对色散光谱的良好调制作用。

摘要：基于hadamard变换和K-means理论,针对Chen的初始码书设计算法的随机性较强和峰值信噪比(PSNR)不高这两个缺点,提出了一种改进的码书设计算法。本算法利用统计特征量的分类平均法生成初始码书,然后提高求质心的频率,每当一个训练矢量被分类到胞腔时,就求出相应胞腔的质心来代替原有的码字。该算法结合LBG算法的优点,调整后的码字代表了整个胞腔的特性,加速了码书的收敛速度,提升了码书的性能。仿真实验结果表明,较Chen的算法图像效果,即峰值信噪比(PSNR),平均提高了0.5 dB,在迭代次数较小时甚至达0.9 dB。