研究目的
为SSCSI（空间光谱压缩光谱成像仪）架构建立严格的离散化模型，分析其可达到的空间与光谱分辨率，并通过仿真与实验验证光谱变焦能力。
研究成果
该论文为SSCSI建立了一个严格的离散化模型，通过调整编码孔径位置实现空间超分辨率和光谱缩放。仿真表明，SSCSI的重建质量优于CASSI，并与理想彩色CASSI相当。实验验证了该模型，随着s值增加光谱分辨率提升，但空间质量因模糊而下降。未来工作包括优化编码孔径图案并完善模型。
研究不足
该模型假设物镜具有无限小的孔径，但实际上有限孔径尺寸会引入模糊效应（尤其是当s>0时），从而降低空间质量。制造成本和光通量是实际限制因素。若极端波长照射到掩模范围之外，光谱范围可能会受限。离散化模型是一种近似方法，可能无法完全捕捉实际的剪切效应。
1：实验设计与方法选择：
本研究基于光传播原理对SSCSI传感过程进行理论分析与离散化处理，随后开展数值模拟与实验验证。研究方法包括推导不同编码孔径与探测器间距场景下的离散测量模型，并采用压缩感知算法进行图像重建。
2：样本选择与数据来源：
仿真中以特拉华大学计算成像与光谱实验室通过可见光单色仪与CCD相机获取的高光谱场景作为真值基准。实验数据通过配备特定光学元件的测试平台采集获得。
3：实验设备与材料清单：
包含TAMRON AF 70-300mm镜头、透射式衍射光栅（300线/毫米）、由两枚75mm 2英寸透镜组成的4f系统、编码孔径掩模、中继透镜（35mm 1英寸镜头）以及Pitch尺寸为9.9微米的StingrayTM 640×480 CCD黑白相机。编码孔径印刷于Pitch尺寸19.4微米的光掩模板上。
4：9微米的StingrayTM 640×480 CCD黑白相机。编码孔径印刷于Pitch尺寸4微米的光掩模板上。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：按描述组装光学系统，将编码孔径置于不同距离位置（s参数）。针对不同编码孔径图案采集快照并生成传感矩阵H，采用梯度投影稀疏重建(GPSR)算法求解l1最小化问题实现图像重建。
5：数据分析方法：
通过峰值信噪比(PSNR)与相关系数评估性能，分析传感矩阵的相干性，并通过比较相邻波段的编码图案确定光谱分辨率。
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TAMRON AF 70-300mm lens
AF 70-300mm
TAMRON
Objective lens to locate an image of the scene at the diffraction grating.
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transmissive diffraction grating
300 grooves/mm
Spectral dispersion of the image.
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lens
75mm, 2"
Part of the 4f system to reshape the diffracted image.
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coded aperture mask
Binary on-off mask for spatial and spectral coding.
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relay lens
35mm, 1"
Reshape the coded scene onto the sensor.
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CCD camera
StingrayTM 640x480
Stingray
Sensor to capture the coded image.
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photo-mask
Printed coded aperture patterns.
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