题目：AOTF成像光谱仪波段配准方法研究

       基于声光可调谐滤波器（AOTF）的画幅式成像光谱仪具有波段调谐快，无运动部件，可靠性好，体积小巧等特点，在航空航天遥感领域具有广泛的应用潜力。但实际应用时，仪器自身和搭载平台的运动会导致光谱数据的失配，即同一地物会在各波段图像的不同像元位置处出现，导致空间和光谱信息对应不够精确，影响地物类型的诊断和定量反演精度。围绕该问题，论文从典型机载和空间应用时的AOTF成像光谱图像失配情况入手，分析常用光谱图像配准方法的特点，并提出一种利用AOTF非衍射透射光完成波段配准的共轴光路方法，并用实验验证了该方案的应用潜力。

       本文首先对AOTF成像光谱仪的波段失配问题进行分析，主要从仪器设计和平台应用的角度。仪器设计方面，由于光学设计软件中没有AOTF光学表面，无法进行连续的色差曲线分析，因此建立了以声光互作用为机理的AOTF自定义表面模型，对仪器自身的波段失配进行了分析。平台应用方面，以典型的航空航天应用为前提，综合考虑了轨道、平台稳定性和指向镜精度等方面因素，从而分析AOTF成像光谱仪的图像数据特点，为后续光谱图像的波段配准方法选择提供参考依据。

        在对具体应用时数据特点进行分析的基础上，本文利用现有的典型波段配准方法,如互信息、相位相关以及SIFT等，对AOTF成像光谱和其他光谱仪数据进行波段配准方法的研究，以评估方法的稳定性和精度等方面。在此基础上，本文提出一种新型光路结构，利用AOTF的非衍射透射光完成各波段偏移量的检测，以弥补直接对光谱图像进行算法配准时可能存在的灰度相关性低，首尾波段信噪比差等影响波段配准精度的问题，并对该方法所需的光路结构和参数进行了设计和选择，主要包含横向色差的校正以及双通道平行光路的设计，并在最后完成了反射式光路的设计。

       在完成双通道成像光路设计的基础上，搭建了原理样机系统，并进行了实验室原理验证实验，利用实测的系统定标数据进行了双通道间转换关系的确立，并结合实验场景，验证了该系统的性能。最后对透射光图像的像移检测算法进行了研究，完成了整体系统的可行性测试和精度评估，结果显示，提出的方法能够满足将AOTF成像光谱图像配准到0.3像元的要求。