CN111811649A - 基于dmd的光谱成像系统和基于dmd的光谱成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及光谱成像技术领域，提供一种基于DMD的光谱成像系统和基于DMD的光谱成像方法。所述基于DMD的光谱成像系统包括前置成像单元、数字微镜器件、第一成像单元、第二成像单元和处理器；前置成像单元包括前置成像透镜，目标和数字微镜器件分别位于前置成像物镜的物面和像面处，第一成像单元位于数字微镜器件的第一出射光路中，第二成像单元位于数字微镜器件的第二出射光路中，数字微镜器件和第二成像单元分别与处理器通信连接。本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统，可在进行光谱成像的同时对成像过程和视场大小进行监视。

Description

基于DMD的光谱成像系统和基于DMD的光谱成像方法

技术领域

本发明实施例涉及光谱成像技术领域，尤其涉及一种基于DMD的光谱成像系统和基于DMD的光谱成像方法。

背景技术

高光谱成像技术是在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的。高光谱成像技术结合了二维成像技术和光谱技术，其以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像，广泛应用于航空、航天器上，用以对陆地、大气和海洋等的观测，其可以对地物精确分类、识别以及进行地物特征信息的提取。

飞行机载高光谱成像技术在农作物生产、分类、病虫害检测、林业资源调查等方面都有着广泛而深远的应用前景。目前普遍使用的是推扫型成像光谱仪，现有的推扫型成像光谱仪的成像系统是以行为单位沿一条扫描线对目标进行成像，在成像完成前难以监视成像过程和视场大小，对高光谱成像操作带来不便，限制了其应用范围。

发明内容

本发明实施例提供一种基于DMD的光谱成像系统和基于DMD的光谱成像方法，用以解决现有技术中的推扫型成像光谱仪不能够实时监视成像过程和视场大小的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种基于DMD的光谱成像系统，包括：前置成像单元、数字微镜器件、第一成像单元、第二成像单元和处理器；

所述前置成像单元包括前置成像透镜，目标和所述数字微镜器件分别位于所述前置成像物镜的物面和像面处，所述第一成像单元位于所述数字微镜器件的第一出射光路中，所述第二成像单元位于所述数字微镜器件的第二出射光路中，所述数字微镜器件和所述第二成像单元分别与所述处理器通信连接；

所述数字微镜器件用于将所述目标的入射光的一部分经所述第一出射光路反射到所述第一成像单元，同时将所述入射光的另部分经所述第二出射光路反射到所述第二成像单元；

所述第一成像单元用于探测接收到的反射光的二维图像；

所述第二成像单元用于探测接收到的反射光的光谱信息；

所述处理器用于控制所述数字微镜器件的微镜偏转，以及根据所述第二成像单元探测到的光谱信息，得到整个视场的光谱图像。

其中，所述处理器还与所述第一成像单元通信连接，用于根据所述二维图像和所述光谱信息获得整个视场的光谱图像。

其中，所述第一成像单元包括第一成像透镜和第一面阵探测器，所述数字微镜器件和所述第一面阵探测器分别位于所述第一成像透镜的物面和像面处；

所述第二成像单元包括第二成像透镜、色散元件和第二面阵探测器，所述数字微镜器件和所述色散元件分别位于所述第二成像透镜的物面和像面处，经所述色散元件分光后的光谱成像于所述第二面阵探测器。

其中，所述色散元件为光栅或棱镜。

第二方面，本发明实施例提供一种采用如上述第一方面所述的基于DMD的光谱成像系统的光谱成像方法，包括：

所述处理器控制所述数字微镜器件沿所述基于DMD的光谱成像系统的扫描路径方向具有n行微镜，所述数字微镜器件的设定行微镜偏转至第二角度，其他行微镜偏转至第一角度；

所述第二成像单元探测所述设定行微镜的反射光的光谱信息；所述第一成像单元探测所述其他行微镜的反射光的二维图像，所述处理器根据所述光谱信息获取整个视场的光谱图像。

其中，所述设定行微镜为所述数字微镜中第1行到第n行中的一行微镜或多行微镜。

其中，当所述基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态时，所述设定行微镜为所述数字微镜器件中第1行到第n行中的任一行微镜，且通过所述处理器控制所述第1行到第n行逐行偏转至所述第二角度，每一所述设定行微镜偏转至所述第二角度后立即回到所述第一角度的偏转状态。

其中，当所述基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描状态时，所述设定行微镜为所述数字微镜器件中第p行微镜，且通过处理器控制所述第p行微镜偏转至所述第二角度并固定不变，其中1≤p≤n。

其中，所述基于DMD的光谱成像系统开始动态扫描时，处理器控制所述第p行到第n行微镜逐行偏转至第二角度；

所述基于DMD的光谱成像系统停止动态扫描时，处理器控制所述第1行到第p行微镜逐行偏转至第二角度。

其中，所述处理器根据所述二维图像和所述光谱信息，获取整个视场的光谱图像，包括：

所述处理器将所述第一成像单元获取到的多个所述二维图像进行二维拼接，获得整个视场的二维图像；基于所述整个视场的二维图像，索引所述设定行微镜在其扫描路径上获取到的所述光谱信息，获得整个视场的光谱图像。

本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统，通过数字微镜器件将一部分入射光反射到第一成像单元，将另一部分入射光反射到第二成像单元。由第一成像单元获得视场的二维图像，实现对成像过程和视场大小的监视；由第二成像单元获得扫描路径上的所有像素的光谱信息，由光谱信息得到视场的光谱图像，从而可在进行光谱成像的同时对成像过程和视场大小进行监视。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于DMD的光谱成像系统的结构示意图；

图2为本发明实施例基于DMD的光谱成像方法的流程示意图。

图中：1、数字微镜器件；11、第一出射光路；12、第二出射光路；2、前置成像透镜；3、第一面阵探测器；41、色散元件；42、第二面阵探测器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本发明实施例提供的光谱成像系统是基于数字微镜器件(Digital MicromirrorDevices，简称DMD)的光谱成像系统。DMD是目前广泛应用于光谱成像技术中的一种微机械电子器件。DMD具有聚集在CMOS硅基片上的成千上万个微镜片，一片微镜片表示一个象素，每片微镜片下方均设有类似铰链作用的转动装置，具有两种稳定的偏转状态，两种偏转状态的角度大小相同，方向相反。可通过程序控制转动装置驱动微镜片产生两个角度的倾斜偏转。目前主要应用于投影机产品中，通过转动镜片使其发生偏转，入射光经DMD反射后通过投影透镜将影像投影到屏幕上，形成一个数字的方形像素图像；当转动镜片向反方向偏转时，入射光经DMD反射后不能达到投影屏幕上。从而形成“开”和“关”的两种投影状态。

本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统包括前置成像单元、数字微镜器件1、第一成像单元、第二成像单元和处理器。

如图1所示为本发明实施例基于DMD的光谱成像系统的结构示意图。前置成像单元包括前置成像透镜2，目标和数字微镜器件1分别位于前置成像物镜的物面和像面处，第一成像单元位于数字微镜器件1的第一出射光路11中，第二成像单元位于数字微镜器件1的第二出射光路12中，数字微镜器件1和第二成像单元分别与处理器通信连接。

数字微镜器件1用于将目标的入射光的一部分经第一出射光路11反射到第一成像单元，同时将入射光的另部分经第二出射光路12反射到第二成像单元。

第一成像单元用于探测接收到的反射光的二维图像；第二成像单元用于探测接收到的反射光的光谱信息。处理器用于控制数字微镜器件1的微镜偏转，以及根据第二成像单元探测到的光谱信息获得整个视场的光谱图像。

其中，数字微镜器件1包括n×m的微镜阵列，将该微镜阵列分为n行1×m的微镜阵列。每片微镜沿其下方的铰链均可产生两个角度的偏转状态，分别为第一角度和第二角度。如第一角度为+12°，第二角度为-12°，或者第一角度为-12°，第二角度为+12°。具体偏转角度与所选用的数字微镜器件有关，目前有产品微镜可产生9°或10°或12°的倾斜。

在使用本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统时，先使数字微镜器件1的所有行微镜向第一角度偏转，使目标的入射光全部反射到第一成像单元，通过第一成像单元观察视场大小，并对视场大小进行调整。视场大小调整好之后，开始进行光谱成像，此时通过处理器控制数字微镜器件1的设定行微镜向第二角度偏转，同时控制其他行微镜向第一角度偏转，即设定行微镜的偏转方向与其他行的偏转方向相反。那么相应的，设定行微镜向第二角度偏转时，形成数字微镜器件1的第一出射光路11；其他行微镜向第一角度偏转时，形成数字微镜器件1的第二出射光路12。

基于DMD的光谱成像系统存在两种工作状态，静态扫描状态和动态扫描状态。静态扫描状态即系统平台处于静止状态，第一成像单元获取到的二维图像全部重叠；动态扫描状态即系统平台处于移动状态，第一成像单元获取到的是部分重叠而连续的二维图像。

其中，当基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态下时，设定行为n行中的任意一行，且以第1行到第n行的方向逐行偏转，例如，控制n行中的第1行微镜偏转到+12°，第2～n行偏转到-12°；然后控制第2行微镜偏转到+12°，第1行和第3～n行微镜偏转到-12°；再然后控制第3行微镜偏转到+12°，第1行、第2行和第4～n行微镜偏转到-12°依此类推。设定行也可以为n行中的任意多行，且以第1行到第n行的方向依次偏转，例如，控制n行中的第1～2行微镜偏转到+12°，第3～n行偏转到-12°；然后控制第3～4行微镜偏转到+12°，第1～2行和第5～n行偏转到-12°依此类推，完成所有行微镜的偏转。

当基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描状态下时，设定行为n行中固定的一行或多行，例如，控制n行中的1行微镜偏转到+12°，其他n-1行微镜偏转到-12°；或者控制n行中的3行微镜偏转到+12°，其他n-3行微镜偏转到-12°，这种情况适用于系统动态扫描状态下。

在此需要说明的是，基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态下时，其扫描路径为第1行微镜到第n行微镜；基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描状态下时，其扫描路径为数字微镜中的一行或多行微镜随系统平台的移动所推扫的路径。

当设定行微镜偏转至第一角度时，设定行微镜将接收到的入射光反射到第二成像单元，由第二成像单元完成对该设定行微镜的反射光进行光谱信息探测，从而获得设定行微镜在扫描路径上反射的视场内每个像素的光谱信息，得到设定行微镜反射的视场的光谱图像。与此同时，其他行微镜将接受到的入射光反射到第一成像单元，由第一成像单元完成对该其他行微镜的反射光的探测，得到其他行微镜反射的视场的二维图像，该二维图像为缺失了设定行微镜所对应的像素的图像，根据该二维图像可以监视到成像过程和视场大小。

本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统，通过数字微镜器件1将一部分入射光反射到第一成像单元，将另一部分入射光反射到第二成像单元。由第一成像单元获得视场的二维图像，实现对成像过程和视场大小的监视；由第二成像单元获得扫描路径上的所有像素的光谱信息，由光谱信息得到视场的光谱图像，从而可在进行光谱成像的同时对成像过程和视场大小进行监视。

当基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态时，此时系统没有姿态和位置的变化。处理器通过第二成像单元获得当前的静态视场的每行像素的光谱信息，可以直接由该光谱信息得到该静态视场的光谱图像。

当基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描过程时，此时系统在对目标进行推扫，系统平台会存在位姿和位置的变化，而使成像区域偏离预定的目标。从而引起处理器得到的光谱图像中的目标发生几何形变。为了消除平台姿态和位置变化的影响，恢复目标的几何特性，传统的推扫型光谱仪系统通过IMU/DGPS系统进行平台姿态和位置的测量，对获得的光谱图像进行几何校正。这种几何校正算法复杂，且由于IMU/DGPS系统的测量精度要求非常高，对姿态角度的测量精度达不到像元级，从而导致即使经过几何校正，获得的光谱图像仍然存在误差。

为了解决传统光谱仪系统存在的几何校正困难的问题，本发明实施例中，处理器还与第一成像单元通信连接，用于根据第一成像单元探测到的二维图像和第二成像单元探测到的光谱信息获得整个视场的光谱图像。

具体的，当基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描过程时，处理器接收到第一成像单元探测到的一系列二维图像，并对这些二维图像进行快速二维拼接，得到系统推扫过程中整个大视场的二维图像。由于是由同一个前置光学单元成像，处理器可以基于该整个大视场的二维图像索引到第二成像单元在扫描路径上探测到的每一行像素的光谱信息，将每一行像素的光谱信息对应填入整个视场的二维图像中，即可得到整个视场的光谱图像。

本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统，相较于传统的推扫型光谱成像系统，利用数字微镜器件1完成高精度的光谱信息的获取，并通过二维图像拼接，将高精度光谱信息填入拼接后的图像中，不需依赖高精度的IMU/DGPS系统对图像进行几何校正，减少了对光谱图像的几何校正步骤，降低了系统的复杂程度，由于减少了高精度IMU/DGPS的使用，降低了成本，有利于系统的推广。

如图1所示，本发明实施例中，第一成像单元包括第一成像透镜(图中未示出)和第一面阵探测器3，数字微镜器件1和第一面阵探测器3分别位于第一准直透镜的物面和像面处。数字微镜器件1的其他行微镜的反射光经过第一成像透镜后成像于第一面阵探测器3，从而获得其他行微镜的反射光的二维图像。

第二成像单元包括第二成像透镜(图中未示出)、色散元件41和第二面阵探测器42，数字微镜器件1和色散元件41分别位于第二成像透镜的物面和像面处，经色散元件41分光后的光谱成像于第二面阵探测器42。数字微镜器件1的设定行微镜的反射光依次经过第二成像透镜和色散元件41，通过色散元件41对设定行微镜的反射光进行分光并成像于第二面阵探测器42，从而获得设定行微镜的反射光的光谱信息。其中，色散元件41为光栅或棱镜。第一面阵探测器3和第二面阵探测器42为CCD相机或sCMOS相机或APD相机。

本发明实施例还提供一种基于上述实施例所述基于DMD的光谱成像系统的基于DMD的光谱成像方法，如图2所示为本发明实施例基于DMD的光谱成像方法的流程示意图，所述基于DMD的光谱成像方法包括：

步骤100，处理器控制数字微镜器件1沿基于DMD的光谱成像系统的扫描路径方向具有n行微镜，数字微镜器件的设定行微镜偏转至第二角度，其他行微镜偏转至第一角度；

步骤200，第二成像单元探测设定行微镜的反射光的光谱信息；第一成像单元探测其他行微镜的反射光的二维图像，处理器根据光谱信息获得整个视场的光谱图像。

具体的，偏转到第二角度的设定行微镜将接收到的入射光反射到第二成像单元，由第二成像单元探测设定行微镜的反射光的光谱信息，并由光谱信息得到对应的光谱图像；偏转到第一角度的其他行微镜将接收到的入射光反射到第一成像单元，由第一成像单元探测其他行微镜的反射光的二维图像。

本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像方法，通过控制数字微镜上的微镜阵列的偏转角度，使数字微镜器件1将目标的入射光一部分反射给第一成像单元进行视场监视，另一部分反射给第二成像单元获取对应视场的光谱图像。实现了在系统光谱成像过程中同时对成像过程和视场大小的监视。

当基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态时，设定行微镜为数字微镜器件1中任一行微镜，且通过处理器控制第1行到第n行逐行偏转至第二角度，每一设定行微镜偏转至第二角度后立即回到第一角度的偏转状态。其他行微镜则是指除偏转至第二角度的那一行微镜之外的其他n-1行微镜。系统处于静态扫描状态，即系统处于静止，没有姿态和位置的变化，即系统探测到的视场为静态视场。

具体的，先控制第1行微镜偏转至第二角度，第2～n行微镜偏转至第一角度，此时设定行为第1行，其他行为第2～n行；然后控制第2行微镜偏转至第二角度，同时第1行返回到第一角度的偏转状态，此时设定行为第2行，其他行为第1行和第3～n行；再然后控制第3行微镜偏转至第二角度，同时第2行返回到第一角度的偏转状态，此时设定行为第3行，其他行为第1行、第2行和第3～n行，依此类推，直到第n行微镜偏转至第一角度，完成整个静态视场内所有行像素的扫描。

本发明实施例中，还可以先控制n行微镜均偏转至第二角度，再控制第1行到第n行微镜逐行偏转至第一角度，每行微镜偏转至第二角度后立即回到第一角度的偏转状态。从而完成整个静态视场内所有行像素的扫描。

第二成像单元逐一接收到所有设定行微镜的反射光，完成整个静态视场内所有行像素的光谱探测。处理器从第二成像单元获取所有行像素的光谱信息，根据该所有行像素的光谱信息得到静态视场的光谱图像。

需要说明的是，当基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态时，设定行微镜也可以为多行微镜，每次向第二角度偏转的设定行的行数可以不定，具体可通过程序控制哪一行或哪几行以何种规律向第二角度偏转，只要完成所有行微镜向第二角度偏转即可完成整个静态视场内所有行像素的光谱信息的探测，从而获得整个静态视场的光谱图像。

当基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描状态时，设定行微镜为数字微镜器件1中第p行微镜(1≤p≤n)，且通过处理器控制第p行微镜偏转至所述第二角度并固定不变。其他行微镜则是指第1～p-1行和p+1～n行微镜。

基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描状态即系统正在进行移动推扫，在此过程中系统探测到的视场为动态视场。此时，设定行微镜为1～n行微镜中的一行微镜，处理器控制该行微镜偏转至第二角度，其他n-1行微镜偏转至第一角度，偏转之后即固定不动。在系统沿扫描路径进行推扫过程中，第一成像单元接收其他行微镜的反射光，完成推扫过程中的所有二维图像的探测；第二成像单元接收设定行微镜的反射光，完成推扫过程中设定行微镜所反射的所有视场像素的光谱探测，获得视场的光谱图像。从而实现在系统光谱成像过程中，可以通过第一成像单元同步监视到光谱成像过程和当前的视场大小。

需要说明的是，在基于DMD的光谱成像系统动态扫描时，设定行微镜也可以为多行微镜。例如选择第1行和第n行微镜，这样在进行动态扫描时，可以保证第二成像单元探测到整个大视场内的所有像素的光谱信息，从而获得整个大视场的光谱图像。

当设定行微镜为数字微镜器件1的n行微镜中的一行微镜时，在其动态扫描过程中，该设定行微镜不能反射整个大视场内的所有像素的光谱信息，对于整个大的视场来说，缺失了部分像素的光谱信息。

为了解决当设定行微镜为数字微镜器件1中的固定的一行微镜时，第二成像单元不能够获取到整个动态视场内的所有像素的光谱信息。在本发明实施例中，将系统即将开始动态扫描时的那一刻状态以及系统结束动态扫描后的那一刻状态视为系统的静态扫描状态。基于DMD的光谱成像系统开始动态扫描时，处理器控制第p行到第n行微镜逐行偏转至第二角度；基于DMD的光谱成像系统停止动态扫描时，处理器控制第1行到第p行微镜逐行偏转至第二角度。其中，从第n行到第1行的方向为系统推扫的方向。

具体的，若设定行微镜为数字微镜器件1的第1行微镜，在系统开始移动时，先从第1行到第n行微镜逐行向第二角度偏转一次，获得系统开始移动时的视场内所有像素的光谱信息；若设定行为数字微镜器件1的第n行微镜，在系统停止移动时，则从第1行到第n行微镜逐行向第二角度偏转一次，获得系统停止移动时的视场内所有像素的光谱信息；若设定行为中间行时，如第10行，则在系统开始移动时，从第10行到第n行微镜逐行向第二角度偏转一次，在系统停止移动时，从第1行到第10行微镜逐行向第二角度偏转一次，获得开始动态扫描前第11行到第n行像素的光谱信息和结束动态扫描后第1行到第10行像素的光谱信息。系统开始移动和停止移动时的静态扫描获得的光谱信息与系统移动推扫过程中的动态扫描获得的光谱信息的总和即为系统整个推扫过程中整个大视场内的所有像素的光谱信息。

在本发明实施例提供的基于DMD的光谱成像系统的整个推扫过程中，处理器根据第一成像单元获取的二维图像和第二成像单元获取的光谱信息，获取整个视场的光谱图像，具体包括：

处理器将第一成像单元获取到的多个二维图像进行二维拼接，获得整个视场的二维图像；基于整个视场的二维图像，索引设定行微镜在其扫描路径上获取到的光谱信息，获得整个视场的光谱图像。

处理器根据第一成像单元获取的二维图像和第二成像单元获取的光谱信息，得到整个视场的光谱图像。具体的，当基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描过程时，第一成像单元会连续获取到一系列的二维图像，处理器对这些二维图像进行快速拼接，得到系统推扫过程中整个大视场的二维图像，即可通过第一成像单元监视到当前的视场大小。另外，由于当前的二维图像缺失了设定行微镜对应的像素的光谱信息，在整个大视场的二维图像中会呈现一条黑线，该黑线即表示当前成像的位置，且该黑线会随着扫描路径移动。因此，通过该整个大视场的二维图像即可监视到系统的成像过程。

由于是由同一个前置光学单元成像，处理器可以基于拼接后的整个大视场的二维图像，索引到第二成像单元在扫描路径上探测到的每一行像素的光谱信息，将每一行像素的光谱信息对应填入该整个大视场的二维图像中，即可得到整个大视场的光谱图像，不需要经过高精度的IMU/DGPS系统对图像进行几何校正，减少了对光谱图像的几何校正步骤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于DMD的光谱成像系统，其特征在于，包括前置成像单元、数字微镜器件、第一成像单元、第二成像单元和处理器；

所述前置成像单元包括前置成像透镜，目标和所述数字微镜器件分别位于所述前置成像物镜的物面和像面处，所述第一成像单元位于所述数字微镜器件的第一出射光路中，所述第二成像单元位于所述数字微镜器件的第二出射光路中，所述数字微镜器件和所述第二成像单元分别与所述处理器通信连接；

所述数字微镜器件用于将所述目标的入射光的一部分经所述第一出射光路反射到所述第一成像单元，同时将所述入射光的另部分经所述第二出射光路反射到所述第二成像单元；

所述第一成像单元用于探测接收到的反射光的二维图像；

所述第二成像单元用于探测接收到的反射光的光谱信息；

所述处理器用于控制所述数字微镜器件的微镜偏转，以及根据所述第二成像单元探测到的光谱信息获得整个视场的光谱图像。

2.根据权利要求1所述的基于DMD的光谱成像系统，其特征在于，所述处理器还与所述第一成像单元通信连接，用于根据所述二维图像和所述光谱信息获得整个视场的光谱图像。

3.根据权利要求1所述的基于DMD的光谱成像系统，其特征在于，

所述第一成像单元包括第一成像透镜和第一面阵探测器，所述数字微镜器件和所述第一面阵探测器分别位于所述第一成像透镜的物面和像面处；

所述第二成像单元包括第二成像透镜、色散元件和第二面阵探测器，所述数字微镜器件和所述色散元件分别位于所述第二成像透镜的物面和像面处，经所述色散元件分光后的光谱成像于所述第二面阵探测器。

4.根据权利要求3所述的基于DMD的光谱成像系统，其特征在于，所述色散元件为光栅或棱镜。

5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的基于DMD的光谱成像系统的光谱成像方法，其特征在于，包括：

所述处理器控制所述数字微镜器件沿所述基于DMD的光谱成像系统的扫描路径方向具有n行微镜，所述数字微镜器件的设定行微镜偏转至第二角度，其他行微镜偏转至第一角度；

所述第二成像单元探测所述设定行微镜的反射光的光谱信息；所述第一成像单元探测所述其他行微镜的反射光的二维图像，所述处理器根据所述光谱信息获得整个视场的光谱图像。

6.根据权利要求5所述的基于DMD的光谱成像方法，其特征在于，所述设定行微镜为所述数字微镜中第1行到第n行中的一行微镜或多行微镜。

7.根据权利要求6所述的基于DMD的光谱成像方法，其特征在于，当所述基于DMD的光谱成像系统处于静态扫描状态时，所述设定行微镜为所述数字微镜器件中第1行到第n行中的任一行微镜，且通过所述处理器控制所述第1行到第n行逐行偏转至所述第二角度，每一所述设定行微镜偏转至所述第二角度后立即回到所述第一角度的偏转状态。

8.根据权利要求6所述的基于DMD的光谱成像方法，其特征在于，当所述基于DMD的光谱成像系统处于动态扫描状态时，所述设定行微镜为所述数字微镜器件中第p行微镜，且通过所述处理器控制所述第p行微镜偏转至所述第二角度并固定不变，其中1≤p≤n。

9.根据权利要求8所述的基于DMD的光谱成像方法，其特征在于，

所述基于DMD的光谱成像系统开始动态扫描时，所述处理器控制所述第p行到第n行微镜逐行偏转至第二角度；

所述基于DMD的光谱成像系统停止动态扫描时，所述处理器控制所述第1行到第p行微镜逐行偏转至第二角度。

10.根据权利要求8或9所述的基于DMD的光谱成像方法，其特征在于，所述处理器根据所述二维图像和所述光谱信息，获取整个视场的光谱图像，包括：

所述处理器将所述第一成像单元获取到的多个所述二维图像进行二维拼接，获得整个视场的二维图像；基于所述整个视场的二维图像，索引所述设定行微镜在其扫描路径上获取到的所述光谱信息，获得整个视场的光谱图像。

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