一种曲面成像光谱仪光谱弯曲实时校正读取方法和装置与流程

技术特征：
1.一种曲面成像光谱仪光谱弯曲实时校正读取方法，其特征在于：具体的实现步骤如下：步骤(1)、获得成像光谱仪的光谱弯曲校正系数；步骤(2)、成像光谱仪主控器将获得的光谱弯曲校正系数通过通讯接口传输到成像光谱仪读出装置中，用于根据不同的成像光谱仪光谱弯曲进行参数校正，成像光谱仪读出装置实时接收并存储光谱弯曲校正系数；步骤(3)、成像读出装置的fpga根据面阵探测器的特点，按行或列依次读出面阵探测器的像元，并利用ad模数转换器读出像元的数字响应值，即dn值；步骤(4)、读出电路准备开始读出面阵探测器的第n行,读出电路将存储的第n行校正系数读出，并将该行校正系数分解为整数部分a(n)和小数部分b(n)，数字响应值读出后将该行存储单元清零；步骤(5)、读出电路读出第n行第1列像元dn值，将第n行第1列像元dn值乘以(1
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b(n))，的值与原本存储于a(n) 1列的值求和存储于a(n) 1列，dn值乘以b(n)的值与原本存储于a(n) 2列的值求和存储于a(n) 2列；步骤(6)、读出电路读出第n行第2列像元dn值，将第n行第2列像元dn值乘以(1
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b(n))的值与原本存储于a(n) 2列的值求和，结果存储于a(n) 2列，dn值乘以b(n)的值与原本存储于a(n) 3列的值求和存储于a(n) 3列；步骤(7)、按步骤(5)、(6)的规律，直到第n行所有像元dn值全部读出完成；步骤(8)、n值加1，重复执行(4)、(5)、(6)、(7)，直到整个像面所有dn值全部读出完成；最终读出全部的二维光谱图像数据。2.根据权利要求1所述的一种曲面成像光谱仪光谱弯曲实时校正读取方法，其特征在于：所述步骤(1)、获得成像光谱仪的光谱弯曲畸变修正参数，具体如下：步骤(1.1)、利用待校正的成像光谱仪直接获得不同视场的标准谱线灯光谱点阵图像，利用汞灯不同视场谱线点的畸变程度，选择合适的拟合曲线，计算全像面的校正系数；或者用待校正的成像光谱仪获得不同视场的标准谱线灯光谱线阵图像，获得不同视场谱线点的畸变程度，直接计算全像面的校正系数；步骤(1.2)已知待校正成像光谱仪中不同视场的弧状亮点对应同一谱线，分别记录谱线响应峰值对应ccd上的像元位置，将这些相同谱线的光谱弯曲值进行多项式拟合，然后根据数据拟合结果计算得到的每条光谱在空间维上的弯曲值，即弯曲像元数量；得到的拟合公式为：y＝exp(5.34879 0.00129
·
x
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4.6653e
‑6·
x2)(1)其中，y为实际光谱维像元位置，x为空间维像元位置，该拟合公式的相关系数为0.995；步骤(1.3)以中心视场为校正基准像元，计算每个空间维视场的像元偏差，得到全像面的光谱弯曲校正系数校正系数由(a b)格式所表示,a是校正系数的整数部分，表示读出的像元值需要偏移的像元数目，b是校正系数的小数部分，表示需要将该像元值的(1
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b)倍部分分配到当前像元，同时将该像元值的b倍部分分配到其后一个像元中，提高光谱校正精确度。3.一种曲面成像光谱仪光谱弯曲实时校正读取装置，其利用权利要求1
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2之一的方法
进行校正读取，其特征在于，该装置包括：ccd成像探测器、成像电路和主控制器；主控制器接收卫星平台发送的成像参数和校正系数，成像参数包括积分时间、增益系统和成像模式，校正系数包括整数部分a(n)和小数部分b(n)，存储于参数存储模块中；成像电路模块包括探测器驱动模块、读出电路模块和运算模块；所述驱动模块驱动ccd探测器成像产生二维图像数据，读出电路模块根据成像完成指令将二维图像数据按行读出；所述运算模块将主控制器传送的行校正系数分解处理，并按照行数据进行校正读出；二维图像数据全部读出后，将数据通过数据下传链路传送到卫星平台，待卫星过境下传至地面。

技术总结
本发明公开了一种曲面成像光谱仪光谱弯曲实时校正读取方法和装置，可以通过输入光谱弯曲校正参数来实时校正成像光谱仪图像。成像光谱仪探测器所获取的光谱图像数据为二维图像，其中一维为光谱维，另一维为空间维。通过相同谱线像元拟合的方法得到全像面的谱线校正参数，校正参数传送到成像光谱仪主控制器。在每行光谱仪CCD图像数据读出前，主控器提取该行的校正参数并传输到数据读出电路，计算每个像元DN值数据偏移量。读出电路将校正后的像元DN值按实际计算位置依次读出，获得线型修正后的光谱图像。经过校正重新读出的光谱图像消除了光谱弯曲现象，实现了光谱图像的实时修正，给地面后期数据处理带来了便利。给地面后期数据处理带来了便利。给地面后期数据处理带来了便利。


技术研发人员：黄书华 张泉 邱晓晗 赵欣 司福祺
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2022/1/3