高动态范围光谱成像不再二选一：先在编码测量域融合曝光，光谱重建动态范围提高16.0 dB
核心概要
计算高光谱成像要在一次拍摄中同时保住高光与暗部，但编码掩膜各通道的光谱响应并不相等，单次曝光无法让所有通道都落在可靠区间。浙江大学团队把多曝光融合放到光谱反演之前的编码测量域，用解析可靠性先验与可学习的通道级修正共同决定融合权重，并用测量域光谱角监督约束通道间相对响应。在9通道宽带编码相机上，光学密度靶标测得光谱重建动态范围42.8 dB，比最佳固定单次曝光的26.8 dB高16.0 dB。
深度剖析
多曝光融合被移到光谱反演之前，直接在编码测量域合成一幅高动态范围测量，再交给光谱重建网络。 以往的多曝光高动态范围方法主要面向最终显示图像，RAW域融合也以生成可视图像为目标，而不是为下游算法反演准备中间测量。 在ICVL数据集合成的HDR测试集上，20个测试场景、四种三曝光配置下，测量域RMSE和SAM相对最佳对比学习方法约降低49%。
每个曝光先经同一个可靠性估计器打分，再由解析先验与学习到的通道级修正共同给出空间和通道都变化的融合权重。 解析帽形先验只按信号强度偏好中间响应区，无法刻画各编码通道不同的硬件偏差。 消融显示通道级加权把光谱PSNR从通道共享加权的44.180 dB提高到44.606 dB，先验与学习修正合用优于任一单独使用。
在9通道宽带编码相机上加入全视场传感器响应表征和通道感知可靠性门控，把超出可靠范围的测量压下去。 单个CMOS编码通道可能在标称饱和之前就偏离线性，查表校正后高信号处仍有明显残余偏差。 24色卡上两曝光和三曝光分别达到38.341 dB和38.992 dB，高于最佳单次曝光的35.792 dB；P1色块光谱角为0.0285 rad。
启示与展望
演示范围限于静态、空间对齐的场景，系统为9通道宽带编码快照高光谱相机，输出31波段、400–700 nm光谱；定量动态范围评估使用OECF靶标外围20个光学密度0.02–4.19的色块，其中最暗色块因信号过弱未纳入定量分析。
当前方法不处理曝光间运动，作者把运动补偿和与自适应光学调制硬件的协同设计列为后续工作；低透过率区域两种融合方法表现相近并最终低于最长曝光，提示低信噪比可能限制可靠融合；由于最亮色块仍满足保真判据，测得的光谱重建动态范围受所测光学密度范围限制。