本发明涉及光谱成像，属于计算光学成像，尤其涉及一种基于散射点扩散函数的编码孔径相关全息光谱成像方法。
背景技术：
1、无干涉编码孔径相关全息术i-coach(interferenceless coded aperturecorrelation holography)具有三维成像的固有优势，并且具备向更高维度拓展的潜力。不同于传统全息技术，i-coach不再依赖激光，甚至无需干涉过程。通过编码相位掩模将3d场景编码记录并存储到2d全息图上，便于信息的记录、存储和传输。然而，现有i-coach系统中使用针孔记录psh需要复杂的双通道光路或繁琐的单通道操作，可能引入离焦误差。因此，利用cpm的类散射性质，将散射成像中的散斑相关模型引入i-coach系统，通过反卷积算法恢复散射点扩散函数，无需使用针孔。这种方法为i-coach系统的应用性和实用性演化提供了新的思路。
2、光谱成像是一种先进的成像技术，结合了传统成像和光谱分析的优点，能够同时获取目标物体或场景的空间信息和光谱信息。其基本原理是将目标反射或发射的光分解成不同波长，并在每个波长上进行成像，最终得到一个包含空间和光谱信息的三维数据立方体。在i-coach系统中，光谱成像能够同时对复杂场景中的多个物体在不同波长下进行成像和分析，突破了传统单波段成像的局限。这种技术在遥感、医疗诊断、工业检测等领域有广泛应用前景，能够提供更丰富的光谱信息和空间信息，大大增强了复杂环境下的物体识别和分析能力。
3、本发明提出了一种基于散射点扩散函数的编码孔径相关全息光谱成像方法，复用贝塞尔光束与透镜作为编码相位掩膜，实现了单通道i-coach光谱成像，光路结构简单，无需针孔，能够有效区分不同波长下的物体。
技术实现思路
1、本发明提出一种基于散射点扩散函数的编码孔径相关全息光谱成像方法，无需使用针孔，实现了单通道i-coach的光谱成像。
2、本方法包括以下四个步骤：s1，复用贝塞尔光束与透镜并取其相位作为编码相位掩膜；s2，记录红光和绿光下对应的参考物体强度图和全部物体强度图；s3，记录红光和绿光下对应的参考物体散斑图和全部物体散斑图，并将全部物体散斑图叠加；s4，计算红光和绿光下系统的散射点扩散函数spsf(scattering point spread function)并重建恢复未知物体信息。
3、为方便表示，给出以下缩写：发光二极管led(light emitting diode)；相位型空间光调制器pslm(phase spatial light modulator)；编码相位掩模cpm(coded phasemask)。
4、所述一种基于散射点扩散函数的编码孔径相关全息光谱成像方法，其具体光学系统包括：单色led(1)、第一透镜(2)、目标物(3)、第二透镜(4)、偏振片(5)、孔径光阑(6)、分光棱镜(7)和图像传感器(8)。
5、s1：复用贝塞尔光束与透镜并取其相位作为cpm。
6、贝塞尔光束表达式如下
7、el(ρ,φ)＝jl(krρ)exp(ilφ)
8、其中：(ρ,φ)为极坐标系中的坐标，ρ为径向坐标，φ为方位角坐标，jl为第一类l阶贝塞尔函数，kr和kz分别为径向和纵向波矢量，波矢λ为光波的波长。
9、透镜相位表达式如下
10、
11、其中：f为透镜焦距，(x,y)表示光束传播方向垂直截面上光场在直角坐标系中的坐标。
12、复用贝塞尔光束与透镜并取相位作为cpm，表达式如下
13、
14、其中：arg(jl(krρ))为对jl(krρ)取相位角，值为0或者π。
15、s2：在pslm上加载透镜相位，焦距f＝zh，zh为pslm到图像传感器的距离，此时相当于透镜成像，分别记录红光下参考物体强度图or,r和全部物体强度图os,r，绿光下参考物体强度图or,g和全部物体强度图os,g。
16、s3：在pslm上加载cpm，分别记录红光下参考物体散斑图ir,r和全部物体散斑图is,r，绿光下参考物体散斑图ir,g和全部物体散斑图is,g，将全部物体散斑图叠加为总散斑图is,all＝is,r+is,g。
17、s4：分别计算红光和绿光照射下系统的散射点扩散函数spsf；红光下的散射点扩散函数为
18、
19、其中：表示傅里叶变换，表示傅里叶逆变换。
20、绿光下的散射点扩散函数为
21、
22、使用spsfr与is,all重建出红光下记录的全部物体
23、
24、使用spsfg与is,all重建出绿光下记录的全部物体
25、
1.一种基于散射点扩展函数的无干涉编码孔径相关全息光谱成像方法，其特征在于，具体实现装置包括单色发光二极管led(light emitting diode)、第一透镜、目标物、第二透镜、偏振片、孔径光阑、相位型空间光调制器pslm(phase spatial light modulator)和图像传感器，其中：
