學術研究
畢業論文
結合散射介質的單像素光譜成像系統
姓名 : 李旻鴻
指導教授
陳思妤
論文摘要
紅外光光譜影像系統可提供物質中分子組成的二維空間分布資訊,因此這樣的系統已被應用於許多領域中,如食物品質分析。為了拍攝物體於紅外光波段的影像,常見的做法是以二維陣列偵測器或單點掃描的干涉儀架構取得物體影像,但二維陣列偵測器在紅外光波段的價格通常昂貴,且干涉儀架構通常對系統穩定度的要求較高,因此紅外光光譜影像系統較難以普及於日常生活中的應用。
為了突破上述限制,本研究架設一結合散射介質與單像素成像技術的光譜影像系統,以單像素成像還原帶有物體空間與光譜資訊的光斑影像後,再依靠反摺積重建物體光譜影像。為了測試系統架構的可行性,目前以可見光波段進行實驗。當點光源通過散射介質後,於成像面上產生的光斑圖案具有記憶效應與光譜去相關性,因此在取得物體於成像面形成的光斑影像後,便可利用反摺積還原物體光譜影像。本研究成功以此作法還原單色物體影像與三色物體的光譜影像。接著模擬系統以單像素成像還原物體光斑影像的過程,並以反摺積成功重建單色物體影像。但實際以系統進行單像素成像與反摺積的影像重建流程後,發現系統無法重建單色物體影像。在先前模擬的流程中加入雜訊後,我們確認影像還原過程中的雜訊影響物體影像重建。未來若能提高入射系統的光強度,或提升偵測器的靈敏度,便有機會提高訊雜比,減少雜訊對物體影像重建的影響。