基于統一計算設備架構的干涉成像光譜快速反演技術研究

李 宇，高教波，孟合民，張 磊，張茗璇

（西安應用光學研究所，陜西 西安710065）

引言

成像光譜技術由于其不僅具有二維空間信息，還能獲取目標的光譜維信息，對目標識別有著極其重要的作用，因此近年來受到了各研究機構的重視，文獻［1］研究得出了針對高光譜數據的快速重建技術，CUDA并行架構非常適合于處理高光譜原始數據［1－2］，針對成像光譜技術而發展起來的系統分析、設備裝置研發、數據處理算法也不斷跟進。成像光譜技術已經在很多領域取得了較為成熟的應用，如區域制圖、環境監測、農業遙感、公共安全等［3］。

時空調制型干涉光譜成像系統，相對于傳統的空間調制型和光柵分光型光譜成像系統具有高通量的優勢，適合對微弱光譜輻射信號的探測，在氣體檢測方面具有一定的優勢。針對大部分氣體在長波紅外波段都有其獨特的吸收峰的特征，我們設計并研制了時空調制型長波紅外干涉成像光譜系統，用于對氣體成分的檢測。由于氣體檢測屬于實時性要求較高的應用場合，這就需要從推掃成像到最終的數據解算結果要有很高的處理效率，但是受干涉成像光譜的原理限制，采用傳統的CPU串行處理方法完全不能達到性能的要求。為此，利用CUDA平臺實現干涉光譜數據并行處理的研究，并取得了一定的成效，實驗結果表明，采用GPU作為協處理器實現并行處理，比僅使用CPU作串行計算在計算效率上有了5到20倍的提升。

1 時空混合調制型干涉成像原理

自主研制的時空混合調制型長波紅外干涉成像光譜儀基于分體式Sagnac干涉儀，樣機工作波段為8μm～12μm。……