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。

基于改进Mertz法的相位校正技术研究

相位误差校正是恢复高质量光谱图的关键环节之一。常用的Mertz法利用过零采样的单边干涉图数据,可以快速进行相位校正。针对该方法中对非对称干涉图利用不均匀导致的光谱图高频分量恢复不准确的问题,提出基于改进Mertz法的相位校正方法。利用奇次多项式对非对称干涉图加权,使得改进的Mertz法均衡利用"小双边"干涉图的光谱信息。实验结果表明:采用所提出的改进Mertz法能有效恢复光谱的细节信息,提升仪器的信噪比。相比于线性函数加权法,所提出的奇次多项式加权在900-1100 cm^(-1)波段和2500-2600 cm^(-1)波段,平均峰-峰值信噪比分别提升了 1.2%、2.3%,均方根值信噪比分别提升了 3.6%、1.1%。

Mertz法傅里叶光谱计算过程的改进

叙述了常用的Ｍｅｒｔｚ法的基本原理并进一步讨论了其中的计算效率问题，通过利用实序列离散傅里叶变换的性质与相位校正的具体的处理内容相结合，优化了Ｍｅｒｔｚ法的计算处理，提高了计算效率．

傅变光谱仪数据处理中相位误差非线性的分析及对Mertz相位修正方法的讨论

傅里叶变换成像光谱仪在遥感应用中是一种很重要的科学仪器,在傅里叶变换光谱仪信号处理中存在相位误差的问题,文章阐述了相位误差产生的原因,分析了由零点采样偏移带来的相位误差的非线性,说明了产生这种非线性的原因是干涉图为有限长的离散序列,从一个新的角度通过数学推导的结果给出了这种非线性的解释和表达。接着由相位误差的非线性讨论了Mertz相位修正方法中的相位插值可能存在的误差,分析了已有的研究中的较好的处理方法,并提出了一种改进这种误差的补零变换的方法。使用通过标准光谱库中的源光谱数据仿真的干涉数据,对方法进行了比较和验证,说明了补零变换法可以改善相位插值的误差以及在一些情况下的相位突变,得到质量更好的复原光谱。

弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。

弹光调制傅里叶变换光谱相位校正及DSP实现

弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)具有调制速度快、信息量大的特点,但采样位置偏差会导致干涉图存在相位误差,影响复原光谱的准确性。因此,必需采用一种运算速度高的相位校正方案。以300K黑体为辐射源,通过弹光调制干涉具产生干涉数据,并在TMS320C6713DSP芯片上,采用Mertz法对弹光调制干涉图进行相位校正。首先提取出一幅完整周期的双边干涉图,经过切趾处理后,以零光程差点为中心计算小双边干涉图的相位误差,再通过插值补零得到整幅干涉图的相位误差,求出整体干涉图的频谱并进行相位修正。采用二范数定义校正后反演光谱的精度,以计算定时器周期寄存器值的方法设置DSP定时器,以统计代码的运行时间,并通过观察链接命令文件.cmd中程序与数据的分配存储情况,来对比分析Mertz法与模平方法的校正结果。实验结果表明,在DSP上实现相位校正时,Mertz法相位校正方案具有运算速度快、占用存储空间少、误差较小等特点,并且Mertz相位校正法的运算时间较模平方法快20倍,适用于对PEM-FTS干涉图进行高速准确的相位校正。