[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310023243.6
• 申請(qǐng)日: 2023-01-09
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J3/02
• 分類號(hào): 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(ài)濤

本發(fā)明涉及一種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)，具體涉及測(cè)量?jī)x器標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括獲取基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集、待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集和截取數(shù)據(jù)集；根據(jù)截取數(shù)據(jù)集確定第一閾值；將待校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集中大于第一閾值的光譜值確定為有效數(shù)據(jù)；將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集中與有效數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的光譜值確定為保留數(shù)據(jù)；根據(jù)保留數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)的RGB值形式確定數(shù)據(jù)組合，根據(jù)數(shù)據(jù)組合得到數(shù)據(jù)集；采用數(shù)據(jù)集對(duì)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，并采用校準(zhǔn)模型進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明可提高微型光纖光譜儀的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量?jī)x器標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種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)。

背景技術(shù)

微型光纖光譜儀具有體積小、價(jià)格低、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。它的檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單，可以在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，具有更廣的應(yīng)用環(huán)境。但是，由于現(xiàn)有制造工藝、集成化、以及微型光機(jī)等技術(shù)的限制，微型光纖光譜儀會(huì)受到雜散光、熱噪聲、脈沖展寬等影響，導(dǎo)致測(cè)量誤差的產(chǎn)生，準(zhǔn)確度不如大型積分球光譜儀。因此，在保證微型光纖光譜儀體積小、成本低的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，提升測(cè)量精度與準(zhǔn)確度，具有重要的研究意義。現(xiàn)有的校準(zhǔn)方法針對(duì)性較強(qiáng)，泛化能力差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種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)，可提高微型光纖光譜儀的校準(zhǔn)方法的泛化能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種微型光纖光譜儀光譜校準(zhǔn)方法，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(zhǎng)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(zhǎng)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(méi)有燈光的條件下在各所述設(shè)定波長(zhǎng)情況下的光譜數(shù)據(jù)集；一個(gè)設(shè)定波長(zhǎng)對(duì)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(duì)應(yīng)的設(shè)定波長(zhǎng)相同且與所述有效數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)應(yīng)的保留數(shù)據(jù)確定為一組得到各形式的RGB值對(duì)應(yīng)的保留組合數(shù)據(jù)；

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

在各形式的RGB值對(duì)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(duì)應(yīng)的設(shè)定波長(zhǎng)相同；

在各形式的RGB值對(duì)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(duì)應(yīng)的設(shè)定波長(zhǎng)相同；

對(duì)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(duì)應(yīng)的光譜值；

對(duì)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(duì)應(yīng)的光譜值；

采用數(shù)據(jù)集對(duì)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(duì)待測(cè)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(duì)應(yīng)的光譜值以及所有保留數(shù)據(jù)組合對(duì)應(yīng)的光譜值。

可選的，所述采用數(shù)據(jù)集對(duì)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：