太赫兹成像技术在安全检查、医学成像等领域展现出了巨大的应用潜力。相比传统的机械扫描成像和焦平面阵列成像，单像素成像具有系统简单、成像速度快及成本低等优势。其可结合空间光调制技术，运用关联算法重构出目标的二维太赫兹空间信息。从太赫兹单像素成像的基本概念和发展历程出发，着重分析了单像素成像中编码掩模的原理、材料、发展应用及可能面临的挑战。

从哈达码变换光谱成像仪成像原理出发, 对其光谱成像过程进行数学建模, 分析了哈达码模板调制引起光谱信息混叠和空间信息混叠的原因, 提出了一种根据光谱偏移量去除混叠的算法.采用自行研制的哈达码变换光谱成像仪进行了目标数据采集, 用提出的去混叠算法对目标数据进行复原, 得到目标的三维数据立方体, 有效去除了空间信息混叠和光谱信息混叠, 验证了算法的正确性.

设计了一个4-f光学成像系统, 通过在光学系统成像透镜前加入二维正交光学频谱编码模板这一种新型的成像方式, 来提高成像分辨率切不受CCD像元的限制。改进了基于光学机械工程的编码版理论设计, 同时分析这些可在成像区域造成光学衍射的编码版不同的正交形式。方案中对总尺寸、形式以及编码板的参数进行了计算和讨论, 以确保符合所有波长的指标。另外, 设想了基于零到二级衍射的光谱信息, 可以在经过数学运算之后得到与原始输入对象相匹配的光谱数据。并经过理论研究、修正与算法仿真, 初步的测试系统结果表明编码版可以增加两倍的分辨率来降低同样倍数的视场。

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。

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。

叙述了阿达玛变换光谱成像仪的原理及仪器构成,对阿达玛编码模板引起的光谱混叠现象进行了分析研究.从理论上导出了光谱混叠公式,并提出了光谱修正方法,仿真实验结果表明该方法简单有效.修正后光谱图像的分辨率取决于偏离光轴最远处的码元对应的空间分量.