基于DSP的多光谱数据处理系统设计与实现

为了实现对多光谱数据同时且高速的数据处理,设计了一种基于DSP的多光谱数据处理系统及其校正算法。系统由激光光源、干涉棱镜、线阵CCD、基于TMS-6415型DSP的处理电路等构成。实验对638 nm、655 nm和660 nm 3组激光进行光谱分析,首先对干涉条纹快速采集并滤波,然后通过Mertz法实现3组光谱的相位校正,从而保证3组激光光谱分析的精度。实验结果与Q8344A型光谱仪的测试数据进行对比,中心波长测试结果误差为±0.3 nm,光谱分布与标准谱基本一致且其信噪比更高。由此可见,系统可同时完成多光谱数据的快速反演,具有一定应用价值。

改进型Mertz法在多光谱数据重建中的应用

为了克服单一波长标定引入的误差,提出了一种针对多特征波长的并行采集与特征提取方法。在多光谱数据获取过程中相位误差成因分析的基础上,设计了一种改进型Mertz法;该算法采用DSP中不同寄存器进行交替参数变化,实现了对不同特征波长校正参数的调整,抑制了零点偏移造成的相位误差。由DSP6713、Roper公司的高速线阵CCD、静态干涉具、聚焦透镜组等构建了实验系统,系统测试激光的中心波长分别是632.0、650.0以及660.0 nm。最后,将本算法的测试结果与实验数据进行了对比,结果表明:(1)传统标定方法进行相比,特征峰值更明显、旁瓣更小、信噪比提高;(2)相比TENSOR-27型光谱仪的测试数据,噪声均值从-30 d B下降到了-32 d B。

基于DSP的多光谱快速校正及重建系统设计

为了实现快速对多光谱数据进行校正与重建，解决单一波长标定引入的误差，研究设计了一种基于DSP的高速数据采集系统。其中，为了实现对多光谱的快速校正与重建，减小原有波长标定法引入的误差，采用了改进型Mertz法。分析了多光谱数据中相位误差的成因与消除方式，给出了改进型Mertz法的实施步骤。实验采用DSP6713、CoolSNAPMYO型CCD构成高速采集模块，采用632nm、650nm以及660nm半导体激光器、BK7材质傅氏干涉棱镜、聚焦透镜组等构成光学干涉模块，完成多光谱快速校正与重建实验。实验结果与传统标定方法及德国布鲁克TENSOR-27型光谱仪的测试结果分别进行比较，结果显示采用本算法的光谱分布特征峰区分度高、旁瓣抑制效果好、背景噪声低，同时，与传统标定方式相比处理速度基本相同。由此验证了系统设计的可行性．说明该算法对多特征波长条件下的光谱首建具有较好的效果．