干涉式成像光谱仪利用光学干涉系统获取目标区域的二维干涉图像,根据傅里叶变换光谱学原理得到图像中各像素点对应的光谱数据。通过分析光谱数据,可以对目标进行探测和识别,在大气检测、环境与灾害监测、军事侦察等领域具有重要的应用。现在的干涉式成像光谱仪系统一般先实时获取目标干涉图信息,然后将信息压缩、送到数据处理平台进行光谱复原及光谱识别等操作,整个过程耗时长,不能达到军事侦察、重大灾难实时监测等紧急事务的要求。所以,进行干涉式成像光谱仪实时光谱识别研究是格外迫切而必要的。干涉式成像光谱仪实时光谱识别研究面临干涉式成像光谱仪采集的干涉图分辨率高、复原光谱信息量大以及光谱识别算法实时性要求高等技术难题。FPGA芯片的设计方式灵活,适合数据的并行和流水线方式处理,容量大,功耗低,相对于其他处理器更适合数据的实时性处理。本文针对上述技术难题对基于FPGA的空间调制型干涉式成像光谱仪实时光谱识别关键技术如干涉图数据生成、光谱复原、光谱识别和目标场景反演等进行研究,并根据各关键技术设计出对应模块,组成干涉式成像光谱仪实时光谱识别系统。本文用干涉图数据生成模块模拟干涉仪以及模拟/数字转换器等,为系统提供干涉图数据。光谱复原模块接收干涉图数据生成模块输出的干涉图数据,并对其进行去直流、切趾、傅里叶变换以及相位校正等操作,完成光谱的复原,输出复原光谱信号。光谱识别模块主要利用多通道光谱角计算、树形光谱类型判断等方案对复原光谱进行多通道光谱识别,输出光谱类型标号。目标场景反演模块包括缓存模块、像素标注模块和显示模块,用来缓存光谱类型标号、根据光谱类型标号为对应像素标注颜色、在显示器上以视频形式实时反演出目标场景。本文在Vivado平台上利用Verilog HDL对系统进行设计,利用真实干涉图数据对系统进行硬件验证,验证结果完全符合预期,证明了系统设计的正确性和有效性。该系统为干涉式成像光谱仪实时光谱识别的工程实现和应用奠定了坚实的技术基础。