CN116399449B - 方形光纤阵列快照式成像光谱仪、成像和光谱重构方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪、成像和光谱重构方法，其中方形光纤阵列快照式成像光谱仪包括前置镜头，用于采集目标场景的图像；方形光纤阵列，用于对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像；光谱仪，用于对线阵图像进行分光成像；探测器，用于采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据。本发明用于提高对运动目标、弱信号目标的高光谱探测精度，或用于便携式和运动平台等稳定性较差的平台来避免平台振动等因素引起的光谱图像质量差的问题，解决了现有技术中场积分型快照式成像光谱仪存在的采样离散、空间分辨率低、能量损失等问题。

Description

方形光纤阵列快照式成像光谱仪、成像和光谱重构方法

技术领域

本发明涉及快照式成像光谱仪技术领域，尤其涉及一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪、成像和光谱重构方法。

背景技术

成像光谱仪是一种获取目标二维空间信息和一维光谱信息的科学仪器，在航空航天、农林业、矿物勘探、防灾减灾、环境监测、生物医疗等领域得到广泛应用。传统的成像光谱仪由前置镜头和光谱仪构成，两者之间通常具有狭缝作为视场光阑，在采集目标图谱信息的工作过程中，某一时刻只能获得目标一个空间维度的光谱信息，需通过扫描来获得另一空间维度的光谱信息，从而分时得到目标图谱数据立方体。

随着各类应用对快速获取目标图谱数据的需求增长，快照式成像光谱技术得到发展。快照式成像光谱仪可在同一时刻得到目标的图谱数据立方体，无需扫描，不仅提高了数据采集效率，还可对运动目标实施监测。因此快照式成像光谱技术在近年得到快速发展，在无人机、无人车等小型平台和手持式设备等便携场景中获得应用。

快照式成像光谱仪技术方案众多[1]，在现有文献报道的场积分型快照式成像光谱仪中，文献[2-4]采用光纤阵列作为场积分器件。文献[2,3]中的光纤阵列将前置物镜所成面图像分割采样后重新排列为多条线形，并输入光谱仪系统进行分光，文献中所用光纤端面为圆形，圆形光纤阵列的一端排列为面阵，受几何形状约束，圆形光纤之间存在较大间隙，无法对前置镜头所成面图像进行完整采样，并伴随能量损失。文献[4]中的光纤阵列并非直接对前置镜头所成像进行采样，而是先由微透镜阵列对所成像进行采样后耦合至光纤阵列，这种构型的优势在于可以将面图像中的所有能量均传递至光纤阵列和光谱仪中，并且微透镜之间的排列无间隙，可对像面连续采样。但其缺点也很明显，微透镜阵列的采样分辨率远不如密排光纤阵列直接采样的分辨率，因此这种结构在保证能量利用率和采样连续的情况下牺牲了空间分辨率。文献[5]提出了采用微透镜阵列或采用小孔阵列作为场积分器件，其采用微透镜阵列的方案存在的问题与文献[4]中相同。在其采用小孔阵列的方案中，小孔对像面的采样是离散的，且离散间隔较大，无法完整地收集到目标场景内的信息。文献[6]采用图像映射器作为场积分器件，由于图像映射器将前置镜头所成像分割后往与原光路非重叠的方向反射，因此它与像面存在一定夹角，而非完全重合。这种相互交错的现象造成的问题在于，前置镜头像面与图像映射器之间产生离焦，只有在小像面或者小相对孔径的情况下，产生的离焦量才能在前置镜头焦深范围内，保证分割后的子图像是清晰的。前置镜头像面过大，即大视场情况，或前置镜头相对孔径过大，即达相对孔径情况，采用图像映射器而产生的离焦量很容易超出前置镜头焦深范围，导致分割后的图像模糊且很难再次恢复清晰。

因此，亟需一种对目标场景近连续采样、高空间分辨率、高能量利用率、光谱数据易恢复的新的快照式成像光谱仪。

其中参考文献如下：

[1]袁艳,刘安琪,苏丽娟.快照式光谱成像技术发展趋势分析与展望[J].光子学报,2022,51(7):0751404.

[2]Cheng X,Wang J,Xue Q,et al.Wide field-of-view imaging spectrometerusing imaging fiber bundles[J].Applied Optics,2011,50(35):6446-6451.

[3]Wang Y,Michal E.Pawlowski,Cheng S,et al.Light-guide snapshotimaging spectrometer for remote sensing applications[J].Optics Express,2019,27(11):15701-15725.

[4]孙伟民,王佳斌,耿涛,等.一种基于光纤积分视场单元的显微光谱成像系统[P].发明专利,2021,CN113091904A.

[5]Manhar L.Shah.High spatial and spectral resolution snapshotimaging spectrometers using oblique dispersion[P].US Patent,2015,US20150153156.

[6]Michal E.Pawlowski,Jason G.Dwight,Thuc-Uyen Nguyen,et al.HighSpeed Image Mapping Spectrometer for Biomedical Applications[C]//Optics inthe Life Sciences Congress.San Diego,California:OSA,2017:BoW4A.2[2022-01-27].

发明内容

为此，本发明提供了一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪、成像和光谱重构方法，用于解决现有技术中场积分型快照式成像光谱仪存在的采样离散、空间分辨率低、能量损失等问题。本发明用于提高对运动目标、弱信号目标的高光谱探测精度，或用于便携式和运动平台等稳定性较差的平台来避免平台振动等因素引起的光谱图像质量差的问题。

为了克服上述问题，本发明实施例提供一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪，其包括：

前置镜头，用于采集目标场景的图像；

方形光纤阵列，用于对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像，其中所述方形光纤阵列包括方形光纤阵列前端、光纤束、方形光纤阵列后端，方形光纤阵列前端对图像采集后，将采集的面阵图像进行分割并通过光纤束传输和重新排列将分割后的图像转换为线阵图像，方形光纤阵列前端与前置镜头像面重合；

光谱仪，用于对线阵图像进行分光成像，方形光纤阵列后端与光谱仪狭缝或光谱仪物面对接；

探测器，用于采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据，探测器设置于光谱仪的像面上。

优选地，光纤束中的光纤由光纤纤芯和光纤包层组成，所述光纤纤芯截面几何形状为正方形，所述包层厚度不小于探测器的像元尺寸的1/2。

优选地，所述光纤的边长范围为10μm～200μm，占空比范围为80％～99％，数值孔径范围为0.09～0.72。

优选地，光纤束中光纤的总数为1000～2000000根。

本发明实施例提供一种基于方形光纤阵列快照式光谱仪的成像方法，包括：

步骤一：采集目标场景的图像；

步骤二：对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像；

步骤三：对线阵图像进行分光成像；

步骤四：采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据。

优选地，若光谱仪具有单狭缝，则狭缝长度不小于光纤总数与光纤边长的乘积；若光谱仪具有多狭缝，则多狭缝总长度不小于光纤总数与光纤边长的乘积，且光纤后端线阵的数量应与光谱仪狭缝的数量一致。

本发明实施例提供一种基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法，该方法包括：

S1：利用上述任意一项所述的方形光纤阵列快照式成像光谱仪采集目标场景的原始光谱图像，得到每根光纤的色散光谱图像数据；

S2：将色散光谱图像中的每一光谱条带对光纤进行寻址，确定每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标；

S3：根据每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标，对每条光谱图像进行独立的光谱定标和辐射定标；

S4：根据光谱定标和辐射定标结果，从原始光谱图像中计算得到每根光纤对应的物点的光谱反射率数据；

S5：对所有光谱反射率数据进行重新排列，得到目标场景的图谱数据立方体。

优选地，对每条光谱图像进行独立的光谱定标的方法为：

确定每一条带光谱图像中不同探测器像元坐标对应的波长，得到波长关于探测器像元行坐标的函数λ＝f(y)，其中λ为波长，y为条带光谱图像色散方向的像元坐标，即探测器像元的行坐标。

优选地，对每条光谱图像进行独立的辐射定标的方法为：

将探测器像元响应灰度值与被测目标光谱反射率建立联系，得到目标物光谱反射率R关于探测器像元响应灰度值D_N的函数R＝g(D_N)。

优选地，根据光谱定标和辐射定标结果，从原始光谱图像中计算得到每根光纤对应的物点的光谱反射率数据的方法具体包括：

根据光谱定标结果，提取每根光纤对应的每个光谱通道的探测器响应灰度值，即确定每根光纤所对应物点包含的波长信息；

根据辐射定标结果，将像元灰度值转化为反射率或辐亮度，得到每根光纤所对应物点在每个波长下的反射率或辐亮度，即目标光谱响应数据。

从以上技术方案可以看出，本发明申请具有以下优点：

1)本发明相比于传统推扫式成像光谱仪，可实现图谱数据的快照式获取，能够实现实时光谱成像和对动态目标的监测。

2)本发明相比于其它类型的快照式成像光谱仪，本发明中方形光纤阵列的每一根光纤对应物方的一个空间采样点，大量方形光纤阵列的密排可实现高空间分辨率；每根光纤在像面对应独立的条带光谱像，因此可以对每一个目标物空间采样点单独进行光谱重构，光谱数据与空间采样点之间的寻址关系清晰，不会产生混叠；光谱重构仅需重复提取不同空间采样点对应的光谱响应数据，并进行排列即可，无复杂求解过程，可实现实时处理，直接得到真实光谱。

3)本发明相比于圆形光纤阵列快照式成像光谱仪，本发明中方形光纤阵列排布更紧密，不计包层的理论占空比可达100％，而圆形光纤阵列的理论占空比仅为78.5％，该特点带来的有益效果是：采样更连续，不会丢失目标物信息；更高的能量利用率，仪器可获得更高信噪比；方形光纤阵列与前置镜头和光谱仪的耦合效率更高，并且耦合容差更大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案，下边将对实施例中所需要使用的附图做简单说明，通过参考附图会更清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应该理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为根据实施例中提供的一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪的结构示意图；

图2为方形光纤阵列将面阵图像分割并重新排列转换为线阵图像的方式示意图；

图3为方形光纤阵列与圆形光纤阵列密排示意图；

图4为探测器接收的每根光纤的色散光谱图像示意图；

图5为根据实施例中提供的一种基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法；

图6为色散光谱图像进行定标的示意图。

说明书附图标记说明：

10-前置镜头，20-方形光纤阵列，30-光谱仪，40-探测器，21-方形光纤阵列前端，22-方形光纤阵列后端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案与优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提出一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪，其包括：

前置镜头(10)，用于采集目标场景的图像；

方形光纤阵列(20)，用于对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像，其中所述方形光纤阵列包括方形光纤阵列前端(21)、光纤束、方形光纤阵列后端(22)，方形光纤阵列前端(21)对图像采集后，将采集的面阵图像进行分割并通过光纤束传输和重新排列将分割后的图像转换为线阵图像，方形光纤阵列前端(21)与前置镜头(10)像面重合；

光谱仪(30)，用于对线阵图像进行分光成像，方形光纤阵列后端(22)与光谱仪(30)狭缝或光谱仪(30)物面对接；

探测器(40)，用于采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据，探测器(40)设置于光谱仪(30)的像面上。

进一步地，光纤束中的光纤由光纤纤芯和光纤包层组成，所述光纤纤芯截面几何形状为正方形，所述包层厚度不小于探测器的像元尺寸的1/2，所述光纤的边长范围为10μm～200μm，占空比范围为80％～99％，数值孔径范围为0.09～0.72，光纤束中光纤的总数为1000～2000000根。若光谱仪具有单狭缝，则狭缝长度不小于光纤总数与光纤边长的乘积；若光谱仪具有多狭缝，则多狭缝总长度不小于光纤总数与光纤边长的乘积，且光纤后端线阵的数量应与光谱仪狭缝的数量一致。

进一步地，方形光纤阵列前端(21)对图像采集后，将采集的面阵图像进行分割并通过光纤束传输和重新排列将分割后的图像转换为线阵图像，其中将面阵图像分割并重新排列转换为线阵图像的方式为：将面阵中的逐行首尾相接依次排开，若面阵规模为m行×n列，则线阵中第1～n根光纤为面阵的第一行，线阵中第n+1～2n根光纤为面阵中第二行，以此类推，线阵中第(k-1)×n+1～k×n根光纤为面阵中的第k行，k≤m，如图2所示。

其中，光纤由纤芯和包层组成，光线在纤芯中传播，在密排的光纤阵列中，相邻光纤之间仍然存在较小间隔。方形光纤阵列在几何形状上更具有优势，排列相比圆形光纤阵列更为紧密，如图3所示。

进一步地，光谱仪(30)进行分光成像，通过探测器(40)采集到每根光纤对应的色散后的光谱图像，如图4所示。

本发明提出一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪，通过前置镜头采集目标场景的图像；通过方形光纤阵列对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像，方形光纤阵列的每一根光纤对应物方的一个空间采样点，大量方形光纤阵列的密排可实现高空间分辨率，每根光纤在像面对应独立的条带光谱像，因此可以对每一个目标物空间采样点单独进行光谱重构，光谱数据与空间采样点之间的寻址关系清晰，不会产生混叠。此外方形光纤阵列排列更加紧密，不计包层的理论占空比可达100％，而圆形光纤阵列的理论占空比仅为78.5％，该特点带来的有益效果是：采样更连续，不会丢失目标物信息；更高的能量利用率，仪器可获得更高信噪比；方形光纤阵列与前置镜头和光谱仪的耦合效率更高，并且耦合容差更大。

本发明实施例提供一种基于方形光纤阵列快照式光谱仪的成像方法，包括：

步骤一：采集目标场景的图像；

步骤二：对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像；

步骤三：对线阵图像进行分光成像；

步骤四：采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据。

上述方法的实现方式依据方形光纤阵列快照式成像光谱仪实现成像，为了避免冗余，在此不再赘述。

如图5所示，本发明实施例提供一种基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法，该方法包括：

S1：利用上述任意一项所述的方形光纤阵列快照式成像光谱仪采集目标场景的原始光谱图像，得到每根光纤的色散光谱图像数据；

S2：将色散光谱图像中的每一光谱条带对光纤进行寻址，确定每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标；

S3：根据每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标，对每条光谱图像进行独立的光谱定标和辐射定标；

S4：根据光谱定标和辐射定标结果，从原始光谱图像中计算得到每根光纤对应的物点的光谱反射率数据；

S5：对所有光谱反射率数据进行重新排列，得到目标场景的图谱数据立方体。

在本实施例中，方形光纤阵列快照式成像光谱仪的工作波长范围为400nm～1000nm，前置镜头(10)视场角为30°×30°，焦距为3mm，F数为2.3。方形光纤阵列(20)共包含6400根石英光纤，单纤尺寸为20μm×20μm，纤芯尺寸为17.5μm×17.5μm，数值孔径为0.22。方形光纤阵列前端(21)密排为矩形面阵，行数m＝80，列数n＝80，面阵尺寸为1.6mm×1.6mm，方形光纤阵列后端(22)重新排列为一条线阵，长度为128mm。光谱仪(30)狭缝长度为130mm，宽度为20μm，F数为2.3，光谱(30)分辨率为5nm，光谱通道数为120。探测器(40)由8片光电传感芯片拼接而成，像元尺寸为2μm，拼接后像素规模为66000×2000。

具体地，将探测器(40)采集到色散光谱图像中的每一光谱条带对光纤进行寻址，确定每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标。在本发明中，探测器(40)采集的第1～80条光谱图像对应方形光纤阵列前端(21)第1行的第1～80列光纤，探测器(40)采集的第81～160条光谱图像对应方形光纤阵列前端(21)第2行的第1～80列光纤，以此类推。

进一步地，根据每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标，对每条光谱图像进行独立的光谱定标和辐射定标。因为每根光线的色散图像可进行独立处理，因此允许光线线阵的排列误差，如图6所示。只需对每根光纤对应的色散图像独立做定标和光谱提取，图中s1～s9表示在每条色散图像中不同光谱通道的位置。因此可大大降低光纤阵列排列的难度和成本。具体地，确定每一条带中不同探测器像元坐标对应的波长，得到波长关于探测器像元行坐标的函数λ＝f(y)，λ为波长，y为条带光谱图像色散方向的像元坐标，即探测器像元的行坐标。辐射定标即将探测器像元响应灰度值与被测目标光谱反射率建立联系，得到目标物光谱反射率R关于像元响应灰度值D_N的函数R＝g(D_N)。根据光谱定标和辐射定标结果，通过λ＝f(y)和R＝g(D_N)，从原始光谱图像中计算得到每根光纤对应的物点的光谱反射率数据，共可得到6400组光谱反射率数据，每组数据对应一个目标空间采样点。

进一步地，对全部光谱数据按方形光纤面阵端的排列方式进行重新排列，得到目标场景的图谱数据立方体，数据规模为80×80×120。数据立方体其中的两个正交维度为空间维，空间像素数为80×80；另一正交维度为光谱维，反映波长信息，光谱通道数为120。数据立方体中的任一数据表示在其空间坐标和波长坐标下的反射率或辐亮度。

本发明的光谱重构方法仅需重复提取不同空间采样点对应的光谱响应数据，并进行排列即可，无复杂求解过程，可实现实时处理，直接得到真实光谱。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种方形光纤阵列快照式成像光谱仪，其特征在于，包括：

前置镜头，用于采集目标场景的图像；

方形光纤阵列，用于对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像，其中所述方形光纤阵列包括方形光纤阵列前端、光纤束、方形光纤阵列后端，方形光纤阵列前端对图像采集后，将采集的面阵图像进行分割并通过光纤束传输和重新排列将分割后的图像转换为线阵图像，方形光纤阵列前端与前置镜头像面重合；其中，纤束中的光纤由光纤纤芯和光纤包层组成，所述光纤纤芯截面几何形状为正方形，所述包层厚度不小于探测器的像元尺寸的1/2；所述光纤的边长范围为10μm～200μm，占空比范围为80％～99％，数值孔径范围为0.09～0.72；

光谱仪，用于对线阵图像进行分光成像，方形光纤阵列后端与光谱仪狭缝或光谱仪物面对接；

探测器，用于采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据，探测器设置于光谱仪的像面上。

2.根据权利要求1所述的方形光纤阵列快照式成像光谱仪，其特征在于，光纤束中光纤的总数为1000～2000000根。

3.根据权利要求1所述的方形光纤阵列快照式成像光谱仪，其特征在于，若光谱仪具有单狭缝，则狭缝长度不小于光纤总数与光纤边长的乘积；若光谱仪具有多狭缝，则多狭缝总长度不小于光纤总数与光纤边长的乘积，且光纤后端线阵的数量应与光谱仪狭缝的数量一致。

4.一种基于方形光纤阵列快照式光谱仪的成像方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1至3任意一项所述的方形光纤阵列快照式成像光谱仪进行成像，所述方法包括：

步骤一：采集目标场景的图像；

步骤二：对图像进行采集并将采集的面阵图像分割与排列为线阵图像；

步骤三：对线阵图像进行分光成像；

步骤四：采集分光成像中的每根光纤的色散光谱图像数据。

5.一种基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法，其特征在于，包括：

S1：利用权利要求1至3任意一项所述的方形光纤阵列快照式成像光谱仪采集目标场景的原始光谱图像，得到每根光纤的色散光谱图像数据；

S2：将色散光谱图像中的每一光谱条带对光纤进行寻址，确定每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标；

S3：根据每一条带光谱图像对应的光纤序号和物点坐标，对每条光谱图像进行独立的光谱定标和辐射定标；

S4：根据光谱定标和辐射定标结果，从原始光谱图像中计算得到每根光纤对应的物点的光谱反射率数据；

S5：对所有光谱反射率数据进行重新排列，得到目标场景的图谱数据立方体。

6.根据权利要求5所述的基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法，其特征在于，对每条光谱图像进行独立的光谱定标的方法为：

确定每一条带光谱图像中不同探测器像元坐标对应的波长，得到波长关于探测器像元行坐标的函数λ＝f(y)，其中λ为波长，y为条带光谱图像色散方向的像元坐标，即探测器像元的行坐标。

7.根据权利要求5所述的基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法，其特征在于，对每条光谱图像进行独立的辐射定标的方法为：

将探测器像元响应灰度值与被测目标光谱反射率建立联系，得到目标物光谱反射率R关于探测器像元响应灰度值D_N的函数R＝g(D_N)。

8.根据权利要求5所述的基于方形光纤阵列快照式成像光谱仪的光谱重构方法，其特征在于，根据光谱定标和辐射定标结果，从原始光谱图像中计算得到每根光纤对应的物点的光谱反射率数据的方法具体包括：

根据光谱定标结果，提取每根光纤对应的每个光谱通道的探测器响应灰度值，即确定每根光纤所对应物点包含的波长信息；

根据辐射定标结果，将像元灰度值转化为反射率或辐亮度，得到每根光纤所对应物点在每个波长下的反射率或辐亮度，即目标光谱响应数据。