[發明專利]一種基于嵌入式系統的光譜基線計算方法

有效

• 申請號: 201911206716.6
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111125625B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 劉蓓;周建發;徐暠;蒙瑰;鄭林;鐘亮;鄭義;郗洪柱
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F17/11
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

1.一種基于嵌入式系統的快速光譜基線計算方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)、構建光譜基線擬合信號z表達式為z＝(Q+T)^-1Qy，并建立光譜基線擬合方程z＝A^-1b，其中，A＝Q+T為N×N的上下帶寬為n的2n+1對角矩陣，b＝Qy為N×1的列向量，為N×N的對角矩陣，W為基于w^t的N×N對角矩陣，T＝D^TD為N×N的上下帶寬為n的2n+1對角矩陣，D為n階微分矩陣；λ為調節系數，w^t為權重向量；

(2)、對光譜信號進行等間隔采樣，得到長度為N的光譜數字采樣信號y；

(3)、初始化調節系數λ，令迭代次數t為0，權重向量w^t初始化為全1的N×1列向量；

(4)、求解光譜基線擬合方程z＝A^-1b，得到光譜基線擬合信號z，若出現光譜基線擬合方程無法求解的情況時，則回到步驟(2)，重新獲取光譜數字采樣信號y；否則，進入步驟(5)；

求解光譜基線擬合方程的具體實現為：

(4.1)、將矩陣A的2n+1對角數據按如下規則轉換為矩陣C的元素，矩陣C和A中的元素對應關系為c_i-j+n,j＝a_ij，i＝0～N-1,j＝0～N-1；

(4.2)、將矩陣A做壓縮空間下的三角分解A＝LU，L為下半帶寬為n的單位下三角矩陣，U為上半帶寬為n的上三角矩陣；

(4.3)、將b＝Qy代入方程Lx＝b，求解該方程得到向量x；

(4.4)、將步驟(4.3)得到的向量x代入方程Uz＝x，求解方程得到擬合信號向量z；

(5)、假設d＝y-z，取向量d中小于0的元素組成向量d-，對向量d^-求平均m和標準差σ；

(6)、采用如下公式得到更新后的權重向量w^t+1，公式如下：

為權重向量w^t+1中的第i個行元素；

(7)、若權重向量w^t+1滿足如下權重向量判別條件，則完成光譜基線的提取；否則，將迭代次數t加1更新迭代次數，同時更新后的權重向量w^t+1替代之前的權重向量w^t，跳至步驟(4)重新執行；

權重向量判別條件如下：

θ為權重比例系數；

(8)、若步驟(4)～(7)迭代次數t達到預設的門限，仍無法提取出有效的光譜基線，降低調節系數λ值，令迭代次數t為0，重新執行步驟(4)～(7)，直至提取出有效的光譜基線。

2.根據權利要求1所述的一種基于嵌入式系統的快速光譜基線計算方法，其特征在于分解后的矩陣L和U存儲在矩陣C中：

其中，l_i,j為L的元素，其和C中元素對應關系為c_i-j+n,j＝l_ij；u_i,j為U的元素，其和C中元素對應關系為c_i-j+n,j＝u_ij；