本文關(guān)鍵詞： 中階梯光柵光譜儀 譜圖還原 有效波長提取 閾值去噪　出處：《光譜學(xué)與光譜分析》2015年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：中階梯光柵光譜儀具有高色散、高分辨率、寬波段、全譜瞬態(tài)直讀等諸多優(yōu)點(diǎn),是先進(jìn)光譜儀器的代表之一。在中階梯光柵光譜儀民用化、商品化的發(fā)展趨勢(shì)之下,其二維譜圖圖像處理的地位越來越重要。目前,國內(nèi)一般先利用質(zhì)心提取算法計(jì)算光斑質(zhì)心再結(jié)合譜圖還原算法計(jì)算有效波長,但這種方法難以達(dá)到較為理想的要求。為了提升運(yùn)算速度、波長提取精度以及成像誤差補(bǔ)償能力,提出了基于譜圖還原的有效波長提取算法。利用譜圖還原算法,將探測(cè)器拍攝的二維譜圖轉(zhuǎn)換為一維圖,通過改進(jìn)的直方圖雙峰法選取閾值對(duì)一維圖降噪,實(shí)現(xiàn)了二維譜圖中全部有效(x,y)點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長的一次性提取。先將二維譜圖轉(zhuǎn)換為一維圖進(jìn)行圖像處理,使算法在提升運(yùn)算速度的基礎(chǔ)上提取精度也得到了改善,還可以對(duì)一定范圍內(nèi)的成像誤差進(jìn)行補(bǔ)償。采用標(biāo)準(zhǔn)汞燈作為待測(cè)光源開展了中階梯光柵光譜儀成像實(shí)驗(yàn),并使用該算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不僅能夠自動(dòng)補(bǔ)償光譜儀0.05μm(兩個(gè)像元)以內(nèi)的成像偏差,而且能在精確提取有效波長的基礎(chǔ)上大幅提升運(yùn)算速度,波長誤差小于0.02 nm,滿足中階梯光柵光譜儀圖像處理的要求。
[Abstract]:The middle step grating spectrometer has many advantages such as high dispersion, high resolution, wide band, full spectrum transient direct reading and so on. It is one of the representatives of advanced spectrometer. With the development of commercialization, the status of two-dimensional spectral image processing is becoming more and more important. At present, the centroid extraction algorithm is generally used to calculate the centroid of the spot and then to calculate the effective wavelength with the spectral reduction algorithm. However, this method is difficult to meet the more ideal requirements. In order to improve the speed of operation, wavelength extraction accuracy and imaging error compensation ability. In this paper, an effective wavelength extraction algorithm based on spectral restoration is proposed. By using spectral restoration algorithm, the two-dimensional spectral image taken by the detector is converted into one-dimensional image, and the threshold value is selected to reduce the noise of the one-dimensional image by the improved double peak method of histogram. The corresponding wavelength of all effective points in 2-D spectral map is extracted at one time. Firstly, the two-dimensional spectral map is converted to one-dimensional image for image processing. The algorithm also improves the accuracy of the algorithm on the basis of improving the speed of operation. The standard mercury lamp is used as the light source to be measured to carry out the imaging experiment of the middle step grating spectrometer, and the algorithm is used to process the data. The experimental results show that this method can be used to compensate the imaging error in a certain range. Not only can the imaging deviation within 0.05 渭 m (two pixels) of the spectrometer be compensated automatically, but also the calculation speed can be greatly improved on the basis of accurate extraction of effective wavelength, the wavelength error is less than 0.02 nm. It meets the requirements of image processing of middle step grating spectrometer.
【作者單位】： 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61108032) 國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)項(xiàng)目(11YQ120023) 吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20126012)資助
【分類號(hào)】：TH744.1
【正文快照】： 算彌散斑質(zhì)心位置,再根據(jù)二維譜圖模型找到與質(zhì)心位置對(duì)弓|言 應(yīng)的波長的方法。但是這種質(zhì)心提取算法[1°]軟件較為復(fù)雜,二維圖像的閾值選取方法相對(duì)繁瑣,程序運(yùn)行時(shí)間較長,且中階梯光柵光譜儀以中階梯光柵作為主色散元件,配合 當(dāng)質(zhì)心不落在二維譜圖模型上時(shí)無法獲取波長信息,

【參考文獻(xiàn)】

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1 吳一全;吳加明;占必超;;一種可有效分割小目標(biāo)圖像的閾值選取方法[J];兵工學(xué)報(bào);2011年04期

2 何淼;唐玉國;陳少杰;巴音賀希格;崔繼承;;中階梯光柵光譜儀信號(hào)光斑位置的質(zhì)心提取算法[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年03期

3 唐玉國;宋楠;巴音賀希格;崔繼承;陳今涌;;中階梯光柵光譜儀的光學(xué)設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2010年09期

4 唐玉國;陳少杰;巴音賀希格;崔繼承;陳今涌;;中階梯光柵光譜儀的譜圖還原與波長標(biāo)定[J];光學(xué)精密工程;2010年10期

5 潘明忠;劉玉娟;陳少杰;宋楠;崔繼承;;中階梯光柵光譜儀CCD相機(jī)的設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2012年08期

6 劉海濤;黃元申;李柏承;倪爭(zhēng)技;;中階梯光柵分光光路的設(shè)計(jì)[J];光學(xué)儀器;2013年03期

7 吳一全;孟天亮;王凱;;基于斜分倒數(shù)交叉熵和蜂群優(yōu)化的火焰圖像閾值選取[J];光學(xué)精密工程;2014年01期

8 陳少杰;齊向東;巴音賀希格;唐玉國;曹海霞;;用于激光誘導(dǎo)等離子體光譜分析的便攜式中階梯光柵光譜儀設(shè)計(jì)(英文)[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2013年05期

【共引文獻(xiàn)】

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1 于海利;齊向東;巴音賀希格;唐玉國;;利用澤尼克系數(shù)求取衍射光柵的分辨本領(lǐng)[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年01期

2 孔鵬;唐玉國;巴音賀希格;李文昊;崔錦江;;零像散寬波段平場(chǎng)全息凹面光柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年02期

3 何淼;唐玉國;陳少杰;巴音賀希格;崔繼承;;中階梯光柵光譜儀信號(hào)光斑位置的質(zhì)心提取算法[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年03期

4 陳芳;徐彭梅;;滿足消像散條件的Czerny-Turner光譜儀光路的防干涉設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2011年06期

5 寇婕婷;吳娜;巴音賀希格;唐玉國;齊向東;于宏柱;;凹面光柵衍射效率測(cè)試儀精度分析和優(yōu)化[J];光學(xué)精密工程;2012年06期

6 陳少杰;崔繼承;劉玉娟;巴音賀希格;唐玉國;;高分辨率中階梯光柵光譜儀精確裝調(diào)與標(biāo)定[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年08期

7 潘明忠;劉玉娟;陳少杰;宋楠;崔繼承;;中階梯光柵光譜儀CCD相機(jī)的設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2012年08期

8 寧春麗;齊向東;陳少杰;巴音賀希格;崔繼承;;輕小型中階梯光柵光譜儀光學(xué)設(shè)計(jì)及性能分析[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年12期

9 葛憲瑩;陳思穎;張寅超;陳和;郭磐;步志超;陳勝哲;;純轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)中階梯光柵單色儀設(shè)計(jì)[J];光譜學(xué)與光譜分析;2013年02期

10 劉U，

本文編號(hào)：1471667