韩国的研究团队已经设计了一种紧凑、低成本的单次高光谱成像方法，该方法使用加装放置在透镜组前方的普通折射棱镜的常规数码单反相机来捕获图像。根据研究人员给出的在各种自然场景下的测试结果表明，这种新颖且方便的方法，与最先进的电流高光谱成像系统相比，能够获得高质量的图像。

研究人员用于拍摄图像的特写镜头，图像将被输入算法中进行处理。图片来源：亚洲国际图形学年会（ACM SIGGRAPH ASIA）。

该套设备在没有编码孔径掩模的典型大型光学组件的情况下运行，这可能会限制其可用的频谱。为了解决这个问题，韩国科学技术研究院（KAIST）和西班牙德萨拉戈萨大学的研究人员开发了一种成像模型，能够预测光的分散的透视投影图像，得到在每一个像素中的光的分散方向和各波长下光强的大小。

研究人员还开发了一种重建算法，可以从较少的信息中重建出场景的全部光谱信息，通过处理捕获到的场景的边缘图像，并进行梯度估计以及提高图像的光谱分辨率。为了比较其色散模型与专业光学模拟软件的预测结果，研究人员在数码相机的50mm镜头前放置了一块棱镜，并在700 mm的距离上拍摄了一个物点。使用他们的方法准确地预测每个像素处的色散状况，并且能够得到与专业的光传输物理模拟相媲美的准确结果。

这项新技术还包括一种用于估计棱镜的空间变化色散的新型校准方法，使用户能够捕获光谱信息，而不需要使用各种光学部件进行大量的系统设置。韩国科学技术院计算机科学副教授Min H. Kim声称：“高光谱成像系统一般是专为特定目的设计的，如航空遥感或**应用，因此不适合普通用户使用，我们的系统不需要复杂的设置，而且我们能够以实际全分辨率获得高光谱图像，同时使高光谱成像更为实用。”

在未来的工作中，团队计划解决系统当前对噪声的敏感度问题以及对由于没有场景或物体边缘的照明和表面造成的性能限制。该研究于2017年11月27日至30日在泰国曼谷举行的2017年亚洲国际图形学年会（SIGGRAPH Asia 2017）上公布。

来源： https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=62875

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