本发明涉及一种面向新式计算成像光谱仪定标方案设计与数据处理方法，该数据处理方法为仪器后续正常工作与使用提供有效的基础保障。
背景技术：
1、成像光谱仪是当前航天器主流光学载荷之一，色散原理则是当前成像光谱仪主要机制。为保障成像光谱仪的有效工作与测量精度，发射前的实验室光谱定标必不可少，同时也是进行在轨定标前提保证。色散式成像光谱仪中的每个像素代表一个光谱通道，需要定标的参数包括该像素通道的中心波长与带宽。
2、计算成像技术的发展为仪器技术指标的提升，如仪器信噪比，轻小型化等提供了新路径。其中，膜系调制式计算成像光谱仪采用宽谱段带通膜系阵列作为入射光光谱调制器件。宽谱段带通膜系阵列替代了传统成像中的狭缝与光栅等器件。仪器结构与lvf光谱仪近似，可极大减轻仪器光机结构。采用该器件的优点包括增加了到达探测器的光通量。更高的光通量有利于提升成像光谱仪的信噪比。因此，该项研发有望在实现仪器轻小型的同时，提升光谱分辨率与空间分辨率的兼容性与精度。
3、与此同时传统光谱定标方法存在不足，这是因为计算成像机制对入射光进行光场调控，需引入更多变量进行图像重构而导致的问题。多数计算成像系统经数学建模后可以离散为线性方程组形式。因此需要定标的对象包括由光场调控生成的传输矩阵。根据膜系调制式计算成像光谱仪原理，可以确定定标对象是每个像素对应的系统光谱响应函数。除定标的对象与传统仪器存在差别外，新型成像光谱仪的定标过程还需增加一维空间运动，以调整单色光在像面的成像位置。在进行定标与数据处理中，其面临的问题包括：需要采集的数据量巨大，处理过程缺乏参考且复杂。
4、因此，本发明提供一种面向膜系调式计算成像光谱仪的定标方法及数据处理方法。
技术实现思路
1、本发明为解决现有光谱仪定标方法存在的不足以及处理采集数据过程缺乏参考且复杂等问题，提供一种面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法及定标数据处理方法，可实现对膜系调制式计算成像光谱仪的定标，获取仪器关键参数及系统光谱响应函数。
2、面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，该方法由以下步骤实现：
3、步骤一：调整可调单色平行光源光轴与成像光谱仪光轴重合，使单色平行光源在成像光谱仪中心成像；
4、步骤二：调整转台机构，优先使单色平行光在成像光谱仪像面进行成像；
5、步骤三：pc机控制可调单色平行光源输出光重置；
6、步骤四：利用pc机控制可调单色平行光源输出并进行一次图像采集；
7、步骤五：当前位置完成成像光谱仪全谱段成像扫描后，pc机控制转台机构运动，变化单色平行光源相对于成像光谱仪的入射角度，实现成像位置的调整，返回执行步骤三，直至当前行全部扫描结束，执行步骤六；
8、步骤六：调节转台机构，使成像光谱仪的成像行下移，并返回执行步骤三，直至对成像光谱仪中探测器所有像素实现扫描。
9、本发明中，还提供一种面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标数据的处理方法，该方法由以下步骤实现：
10、步骤a、对同一位置不同波长图像进行叠加，生成全色图像；
11、步骤b、根据步骤a生成的全色图像，进行有效成像区域的判定，将有效成像区域赋予当前光斑编号，形成索引集合；
12、步骤c、根据步骤b形成的索引集合，选择一个像素坐标，根据可提取光谱响应曲线的光斑位置，查找对应单色光入射得到的图像，依次读入所有的图像，将该像素坐标位置的灰度值提取出，并与输入光源信息进行匹配，形成该像素的光谱响应函数；
13、步骤d、对同一像素的多条光谱响应函数进行处理，将处理后计算获得的期望值作为该像素的光谱响应函数。
14、本发明的有益效果：本发明设计了一套面向膜系调制式计算成像光谱仪光谱定标方案，解决了传统光谱定标方法针对新型仪器定标过程中存在的不足，重新定义定标对象；本发明方法针对采集的大量数据，处理过程缺乏参考且复杂等问题，制定了标准化数据处理方法。
15、本发明所述的定标方法中，光谱定标系统在数据采集过程中完成了数据复测工作，减少因时间序列引起的不一致问题；同样的，该工作为定标结果校准、精度提升与评估提供有效依据；
16、基于膜系调制式计算成像光谱仪原理与定标系统采集数据，设计了新精度、准度评估方法，以校验系统定标精准度。
1.面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征在于：步骤五中，pc机控制转台机构运动角度由成像光斑长度的一半进行换算。
3.根据权利要求1所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征在于：该方法通过定标系统实现，所述定标系统包括pc机，可调的单色平行光源和转台机构；
4.根据权利要求3所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征在于：所述可调的单色平行光源由溴钨灯、单色仪、积分球以及平行光管组合输出稳定、分布均匀、峰值峰宽可调的单色平行光；
5.根据权利要求4所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征在于：根据相机焦距fs，平行光管焦距fc，积分球输出口径xc，确定在探测器成像光斑的直径s；根据积分球的输出特性和有效均匀区域占比值α，确定成像光斑直径为：
7.面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标数据处理方法，其特征是：该方法对如权利要求1-6任意一项定标方法获得的定标数据进行处理，具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标数据处理方法，其特征在于：步骤b中，进行有效成像区域判定的具体过程为：
9.根据权利要求8所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标数据处理方法，其特征在于：步骤b1的具体过程为：
10.根据权利要求7所述的面向膜系调制式计算成像光谱仪的定标方法，其特征在于：步骤d的具体过程为：对同一像素的所有光谱响应曲线计算均值作为期望值，并计算期望值与所有光谱响应曲线间的欧式距离，用下式表示为：
