LWIR compressive sensing hyperspectral sensor for chemical plume imaging

高光谱成像 化学成像 遥感 像素 光辉 图像传感器 探测器 计算机科学 成像光谱仪 光学 分光计 扫描仪 图像处理 材料科学 计算机视觉 人工智能 物理 地质学 图像(数学)
作者
Julia R. Dupuis,John P. Dixon,Elizabeth Schundler,S. Chase Buchanan,J. D. Rameau,David J. Mansur,Henry Kvinge,Elin Farnell,Christopher Peterson,Michael Kirby
标识
DOI:10.1117/12.2558637
摘要

A compressive sensing hyperspectral imaging (CS-HSI) platform has been developed for low-cost, standoff, wide area Early Warning of chemical vapor plumes. The sensor, operating in the longwave infrared (LWIR) spectral range with a single-pixel architecture, simultaneously addresses two practical shortcomings of LWIR chemical plume imaging platforms: (1) the single pixel architecture enables an order of magnitude cost reduction relative to HSI sensors employing a cooled focal plane array or high-speed gimbaled scanner, and (2) the inherent imaging modality achieves a favorable pixel fill factor and associated probability of detection for relevant chemical threats relative to single pixel scanned sensors. The CS-HSI employs a low-cost digital micromirror device modified for use in the LWIR spectral range to spatially encode an image of the scene. An LWIR spectrometer employing a tunable Fabry-Perot filter and a mercury cadmium telluride single element photo-detector spectrally resolves the spatially integrated image while mitigating instrument radiance. A CS processing module reconstructs the spatially compressed hyperspectral image where the measurement and sparsity basis functions are specifically tailored to the CS-HSI hardware and chemical plume imaging. An automated target recognition algorithm is applied to the reconstructed hyperspectral data employing a variant of the Adaptive Cosine Estimator for the detection of the chemical plumes in cluttered and dynamic backgrounds. The development, characterization, and a series of capability demonstrations of a prototype CS-HSI sensor are presented. Capability demonstrations include chemical plume imaging of R-134 at mission-relevant concentration pathlength product levels in a laboratory setting.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
桐桐的应助被chkaiwuli采纳,获得10
刚刚
刚刚
霸气荔枝完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
ZY完成签到,获得积分20
3秒前
CipherSage的应助被梁三柏采纳,获得10
3秒前
天天快乐的应助被灵药采纳,获得10
3秒前
张浩发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
霸气荔枝发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
vichelle完成签到,获得积分20
8秒前
朱攀攀发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
xixicat发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
真吾发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
WJM完成签到 ,获得积分10
14秒前
许进文完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
luzhhui完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
16秒前
gvbb发布了新的文献求助30
16秒前
梁三柏发布了新的文献求助10
16秒前
hanghang发布了新的文献求助10
16秒前
斯文败类的应助被Literaturecome采纳,获得10
17秒前
我是老大的应助被夜曲采纳,获得10
17秒前
霓裳快雨完成签到 ,获得积分10
18秒前
donny发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
21秒前
An2ni0完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
25秒前
www完成签到,获得积分10
26秒前
TAOS发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7790773
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9328290
关于积分的说明 20421809
捐赠科研通 7380351
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3323198
关于科研通互助平台的介绍 2470991
邀请新用户注册赠送积分活动 2340077