摘 要 获取高分辨光谱图需要克服探测器空间分辨率低的问题。一个有效解决方案是融合多幅相互间在像面内有亚像元位移的低分辨光谱图为一幅高分辨光谱图。为此提出了平均带限递推亚像元算法。根据亚像元递推公式的双向性, 分别沿首- 末和末- 首两个方向各自递推出一组亚像元值, 并将它们的平均值作为最终亚像元值。基于高斯单、双峰的数值实验表明, 该方法可有效提高重建亚像元光谱图的精度。
现代光谱仪器主要采用光电探测器, 因为它们具有灵敏度高、动态范围大、线性性好, 时间分辨率高等优势。但光电探测器也有一个明显的缺点: 空间分辨率低。这表现在两个方面: 一是像元较大, 通常在10~ 20 m 左右, 约比感光胶粒大5~ 10 倍, 这样它在空间对光谱像积分所产生的模糊就大; 二是抽样率低, 它的抽样间隔取决于像元间隔, 可以说, 也比感光板的抽样间隔大5~ 10 倍。克服探测器空间分辨率低问题的直接方法是减小像元尺寸。受必需的信噪比、工艺等制约, 像元减小余地很有限, 如在0 35 m CMOS 工艺下, 探测器像元的极限尺寸约为5 m[1] , 而且越接近极限尺寸, 代价也越难以承受。替代直接减小像元尺寸的一种行之有效的方法是亚像元技术, 它利用同一光谱分布的多幅低分辨率光谱图, 融合重建出高分辨率的光谱图[2- 4] 。对于相互间在像面内有固定亚像元微位移的序列低分辨率光谱图的融合, 常用方法是依据各光谱图像元所对应的空间坐标, 将它们直接重新排列为一幅新的光谱图[ 2, 3] 。这相当于像元大小不变, 像元间距倍减。从已有工作可知[ 5] , 像元大小比其间距对光谱图分辨率的影响更大。因此, 求取亚像元值就成为方法探索方向。在该方面, Claudio 等[ 4] 针对像元大小和其间距近似相等的情况, 提出了递推求取亚像元值的方法, 但其单向递推及低通滤波器纹波等会导致谱线轮廓失真, 峰值偏移。本文为此提出了平均带限递推算法, 并通过数值实验验证了它的效果。