[發(fā)明專利]微型光纖光譜儀光譜校準(zhǔn)方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310023243.6
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116007751A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林燕丹;屈鼎然
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28;G01N21/27
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種微型光纖光譜儀光譜校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：

獲取基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集、待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集和截取數(shù)據(jù)集；所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集包括：基準(zhǔn)積分球光譜儀在各設(shè)定波長情況下的光譜數(shù)據(jù)集；所述待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集包括：待校準(zhǔn)微型光纖光譜儀在各所述設(shè)定波長情況下的光譜數(shù)據(jù)集；所述截取數(shù)據(jù)集包括所述基準(zhǔn)積分球光譜儀在沒有燈光的條件下在各所述設(shè)定波長情況下的光譜數(shù)據(jù)集；一個(gè)設(shè)定波長對應(yīng)一個(gè)光譜數(shù)據(jù)集；一個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)集包括多個(gè)不同RGB值下的光譜值；

根據(jù)所述截取數(shù)據(jù)集確定第一閾值；所述第一閾值為所述截取數(shù)據(jù)集中數(shù)值最大的光譜值的二倍；

將所述待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集中大于所述第一閾值的光譜值確定為有效數(shù)據(jù)；

將所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集中與所述有效數(shù)據(jù)對應(yīng)的設(shè)定波長相同且與所述有效數(shù)據(jù)對應(yīng)的RGB值相同的光譜值確定為保留數(shù)據(jù)；

根據(jù)RGB值確定各RGB值的形式；所述形式包括R＝G＝0，B＝n、R＝B＝0，G＝n和B＝G＝0，R＝n，n為正整數(shù)；

將相同形式的RGB值對應(yīng)的保留數(shù)據(jù)確定為一組得到各形式的RGB值對應(yīng)的保留組合數(shù)據(jù)；

將相同形式的RGB值對應(yīng)的有效數(shù)據(jù)確定為一組得到各形式的RGB值對應(yīng)的待校準(zhǔn)組合數(shù)據(jù)；

在各形式的RGB值對應(yīng)的保留組合數(shù)據(jù)中均選取一個(gè)光譜值組成保留數(shù)據(jù)組合，得到多個(gè)保留數(shù)據(jù)組合；一個(gè)所述保留數(shù)據(jù)組合中的光譜值對應(yīng)的設(shè)定波長相同；

在各形式的RGB值對應(yīng)的待校準(zhǔn)組合數(shù)據(jù)中均選取一個(gè)光譜值組成待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合，得到多個(gè)待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合；一個(gè)所述待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合中的光譜值對應(yīng)的設(shè)定波長相同；

對于任意一個(gè)保留數(shù)據(jù)組合，將所述保留數(shù)據(jù)組合中的各光譜值相加得到所述保留數(shù)據(jù)組合對應(yīng)的光譜值；

對于任意一個(gè)待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合，將所述待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合中的各光譜值相加得到所述待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合對應(yīng)的光譜值；

采用數(shù)據(jù)集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練以及驗(yàn)證得到校準(zhǔn)模型，并采用所述校準(zhǔn)模型對待測試光譜值進(jìn)行校準(zhǔn)；所述數(shù)據(jù)集包括所有待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合對應(yīng)的光譜值以及所有保留數(shù)據(jù)組合對應(yīng)的光譜值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型光纖光譜儀光譜校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述采用數(shù)據(jù)集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練以及驗(yàn)證得到校準(zhǔn)模型，具體包括：

將所述數(shù)據(jù)集按設(shè)定比例分為驗(yàn)證集和訓(xùn)練集；所述訓(xùn)練集和所述驗(yàn)證集中均包括多組光譜數(shù)據(jù)組，一組光譜數(shù)據(jù)組包括設(shè)定波長相同且RGB值相同的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)值和待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值，所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)值為基準(zhǔn)積分球光譜儀對應(yīng)的光譜值；所述待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值為待校準(zhǔn)微型光纖光譜儀對應(yīng)的光譜值；

采用所述訓(xùn)練集對所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練得到訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

采用所述驗(yàn)證集對所述訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行驗(yàn)證得到校準(zhǔn)模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微型光纖光譜儀光譜校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述采用數(shù)據(jù)集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練以及驗(yàn)證得到校準(zhǔn)模型，并采用所述校準(zhǔn)模型對待測試光譜值進(jìn)行校準(zhǔn)，之后還包括：

對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值進(jìn)行置信驗(yàn)證判斷所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值是否達(dá)到置信閾值；所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值為所述校準(zhǔn)模型對待測試光譜值進(jìn)行校準(zhǔn)得到的；

若所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值達(dá)到置信閾值，則將所述待測試光譜值以及所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)值作為新的訓(xùn)練集，并采用所述新的訓(xùn)練集以及所述驗(yàn)證集對所述校準(zhǔn)模型進(jìn)行訓(xùn)練以及驗(yàn)證。