本文關(guān)鍵詞：低信噪比的二維光纖光譜數(shù)據(jù)輪廓恢復(fù)及擬合方法

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【摘要】：大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope,簡稱LAMOST),又稱郭守敬望遠(yuǎn)鏡,是我國自主研制成功的大口徑兼具大視場的主動反射施密特望遠(yuǎn)鏡。LAMOST的建成使我國在光學(xué)儀器制造、海量信息處理等技術(shù)領(lǐng)域邁入新臺階,也為世界天文學(xué)的觀測研究提供了卓越的觀測手段和研究平臺。 本文以LAMOST的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為基礎(chǔ),介紹了該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型和處理過程,主要研究光譜抽取之前的預(yù)處理問題。針對觀測獲得的二維光譜數(shù)據(jù)信噪比較低的問題進(jìn)行光譜輪廓的恢復(fù)工作,包括宇宙射線的檢測和去除以及光譜信號降噪兩方面,以改善光譜圖像的質(zhì)量；針對實(shí)測光譜輪廓的不對稱和頂部平坦的特性,提出新的輪廓擬合模型和迭代求解方法,提高擬合精度,為高準(zhǔn)確度的光譜抽取做準(zhǔn)備。本文的主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下： 1.研究了宇宙射線的檢測和去除方法。依據(jù)宇宙射線和光譜輪廓在圖像形狀和灰度值方面的區(qū)別,提出基于局部信息主動輪廓模型的宇宙射線檢測法,采用全變分范數(shù)對偶形式的數(shù)值解法,快速獲得全局最優(yōu)解,然后利用圖像恢復(fù)模型進(jìn)行射線點(diǎn)的去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法的正確性,為低信噪比光譜信號的降噪做了準(zhǔn)備。 2.研究了低信噪比一維光譜信號的降噪。針對傳統(tǒng)低通濾波無法濾除混疊噪聲的不足,根據(jù)光譜信號和噪聲在時頻域上的分布差異,在Wigner變換域提出基于先驗(yàn)信噪比的加權(quán)濾波新思路,設(shè)計合適的權(quán)重函數(shù),抑制混疊噪聲的同時保持有效信號。模擬數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,降噪后的輪廓信號可以滿足后續(xù)抽譜的需要。 3.研究了非高斯模型的光譜輪廓擬合。針對現(xiàn)有模型對輪廓變化的適應(yīng)性較差和一般擬合求解方法適用范圍有限的問題,提出一種基于多高斯-洛倫茲曲線疊加的模型進(jìn)行光譜輪廓的逼近,并選用Nelder Mead單純形迭代法優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),可靈活適應(yīng)變化的輪廓形狀,擬合精度高,具有一定的抗干擾能力。采用模擬數(shù)據(jù)和實(shí)際觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),說明我們的算法具有有效性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P111.23

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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3 張昊彤,褚耀泉,陳建生;多目標(biāo)光纖光譜處理方法的研究[J];天文學(xué)報;2001年03期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱張勤;二維光纖光譜數(shù)據(jù)處理中的若干問題研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 祝佳;二維光纖光譜數(shù)據(jù)處理中的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

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本文編號：1267079