[發(fā)明專利]一種基于隨機濾波器陣列的近紅外光譜儀實現方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011485640.8 | 申請日： | 2020-12-16 |
| 公開（公告）號： | CN112461366B | 公開（公告）日： | 2021-12-21 |
| 發(fā)明（設計）人： | 賈利紅;閆曉劍;何濤 | 申請（專利權）人： | 四川長虹電器股份有限公司 |
| 主分類號： | G01J3/28 | 分類號： | G01J3/28;G01J3/02 |
| 代理公司： | 四川省成都市天策商標專利事務所(有限合伙) 51213 | 代理人： | 趙以鵬 |
| 地址： | 621000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 隨機 濾波器 陣列 紅外 光譜儀 實現 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于隨機濾波器陣列的近紅外光譜儀實現方法，包括以下步驟：步驟1：設定濾波器的個數為M，波段數為N，M和N均為正整數；步驟2：生成均值為4的均勻隨機矩陣R；步驟3：獲得濾波器的薄膜厚度的隨機矩陣d；步驟4：生成傳輸函數t(λ)；步驟5：生成M*N傳輸函數矩陣T；步驟6：得到原始光譜y；步驟7：構造Hadamard掃描矩陣S，計算出掃描光譜Z；步驟8：根據Hadamard掃描逆變換求得yfinal。本發(fā)明通過改進濾波器陣列的設計，使得濾波器的傳輸函數間的自相關函數逼近脈沖函數，從而降低了各個經過濾波器的光譜分量的相關性，同時結合Hadamard變換，增強了頻譜信號能量，提升了光譜儀的分辨率及信噪比。
技術領域
本發(fā)明涉及便攜式近紅外光譜系統設計技術領域，更具體的說是涉及一種基于隨機濾波器陣列的近紅外光譜儀實現方法。
背景技術
近紅外光譜檢測可以無需制樣，快速、無損地檢測出物體內部的主要成分信息，作為替代傳統理化分析技術，已經得到了廣泛的應用。但傳統光譜分析系統設備結構復雜，體積龐大，成本昂貴，在具體的應用中受到了諸多限制，難以大范圍推廣應用。
隨著微機電技術的發(fā)展，結合智能終端，近紅外光譜儀逐步實現了小型化，被廣泛應用于農產品、食品、藥品、工業(yè)品等的生產制造及商品流通環(huán)節(jié)。
基于濾波器陣列的光譜儀，其分辨率主要受制于兩個因素，一個是濾波器的數量，另一個是濾波器的透射函數的形狀。但由于便攜式光譜儀的大小及成本限制，故濾波器的數量無法做到無限制增加，故光譜儀的分辨率、信噪比不理想。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于隨機濾波器陣列的近紅外光譜儀實現方法，本發(fā)明針對濾波器的傳輸函數做了改進并結合該種濾波器的采樣數據特性，采用Hadamard掃描算法，實現了提升光譜儀的分辨率、信噪比等目的。
為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
一種基于隨機濾波器陣列的近紅外光譜儀實現方法，包括以下步驟：
步驟1：設定濾波器的個數為M，波段數為N，M和N均為正整數；
步驟2：生成均值為4的均勻隨機矩陣R；
步驟3：獲得濾波器的薄膜厚度的隨機矩陣d；
步驟4：生成傳輸函數t(λ)；
步驟5：生成M*N傳輸函數矩陣T；
步驟6：得到原始光譜y；
步驟7：構造Hadamard掃描矩陣S，計算出掃描光譜Z；
步驟8：根據Hadamard掃描逆變換求得yfinal。
所述步驟2中，R＝8*rand(sprt(M),sprt(M))。
所述步驟3中，d＝λcenter/R。
所述步驟4中，其中，ρTE、ρTM由以下遞推公式求得：
βk＝2πcos(θk)nkdk/λ；
dk為薄膜的厚度，θk為入射光穿過薄膜時與法線的角度，ηk為薄膜的折射率。
所述步驟5中，
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