對微鏡陣列光譜儀進行互補s矩陣編碼調製的方法
2023-09-13 17:23:30
專利名稱：對微鏡陣列光譜儀進行互補s矩陣編碼調製的方法
技術領域：
本發明涉及一種對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，矩陣本身具有的優良性質，可將噪聲改善度較S矩陣提高約^倍，並且方法實現的過程中具有削減系統雜散光和暗電流噪聲的作用，可廣泛應用於各類微鏡陣列光譜儀設備中。
背景技術：
哈達瑪變換技術是一種基於稱重設計理論，對光譜進行組合測量，從而增大光通量，提高信噪比的數字光譜調製技術。編碼技術是其在應用中首要考慮的問題，目前較為常用的哈達瑪編碼矩陣有兩種H矩陣和S矩陣。H矩陣由於具有較高的信噪比而被稱為最佳的編碼矩陣，但其因存在非循環，編碼複雜，雙光路系統難於實現的缺點而得不到廣泛應用；S矩陣憑藉可循環編碼，簡單易行的優勢而成為目前廣為使用的編碼矩陣，但其信噪比提升僅為H矩陣的一半。隨著數位技術在光譜儀領域的推廣，國內外一直致力於編碼技術的研究，以期能夠編制一種更優的矩陣模板，在簡單易行的基礎上，進一步彰顯哈達瑪技術對於微弱信號處理信噪比提升的優勢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，介紹了其構造、實現過程以及對雜散光和暗電流噪聲的削弱作用，通過對其噪聲改善程度理論的分析，說明該算法結合了 H矩陣與S矩陣的優點，達到了理論與實用的雙優。 一種對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，其特徵在於包括以下步驟I)互補S矩陣的構造及其原理哈達瑪變換理論採用的是對光譜信號進行組合測量的方法來減小噪聲的影響。而這種組合選通又是通過編碼矩陣控制數字微鏡的「開」和「關」來實現的當將矩陣元素「I」加載於某個微鏡單元時，其允許光譜通過，也就是所謂的「開」狀態，此時探測器探測到的信號中除了光譜信號外，還存在一些噪聲信號；當將矩陣元素「O」加載於某個微鏡單元時，即為對應的「關」狀態，此時探測器只能接收到系統中的噪聲信號。因此用單個微鏡的開關狀態進行相減，就可以削弱一部分噪聲的影響。依據此原理，提出構造一種互補S矩陣對微鏡陣列進行編碼調製首先構造S矩陣，經相應矩陣運算得到其補碼矩陣，用S矩陣減去其補碼矩陣，即可得到一個由+1/-1組成的矩陣，我們將其稱為互補S矩陣。2)互補S矩陣的噪聲改善作用分析為了分析編碼矩陣對噪聲的影響，首先引進Q值的概念來表示算法對噪聲的改善程度，定義為
權利要求
1.一種對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，其特徵在於包括以下步驟 1)互補S矩陣的設計 首先構造S矩陣，經相應矩陣運算得到其補碼矩陣，用S矩陣減去其補碼矩陣，得到一個由+1/-1組成的矩陣，即為互補S矩陣； 2)互補S矩陣的實現過程先對微鏡陣列光譜儀進行S矩陣編碼調製，保持設備環境不變再對其進行S矩陣補碼矩陣編碼調製，兩次調製結果進行相減運算，削減系統的雜散光和暗電流噪聲； 3)採用互補S矩陣進行光譜的復原。
2.根據權利要求1所述的對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，其特徵在於互補S矩陣自身具有優良性質，可在S矩陣模板的基礎上進一步提升儀器的信噪比。
3.根據權利要求1所述的對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，其特徵在於採用互補S矩陣為編碼模板，結合了 H矩陣與S矩陣的優點，系統構型簡單，易於實現，實現了理論與實用的雙優結合。
4.根據權利要求1所述的對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，其特徵在於方法實施的過程中具有削減系統雜散光和暗電流噪聲的作用。
5.根據權利要求1所述的對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，其特徵在於編碼方法具有廣泛的適用性，可以應用於已經研製好的各類微鏡陣列光譜儀。
全文摘要
本發明公開了一種對微鏡陣列光譜儀進行互補S矩陣編碼調製的方法，包括以下步驟1)互補S矩陣的構造及其原理；2)互補S矩陣的噪聲改善作用分析；3)互補S矩陣的實現過程。本發明設計的互補S矩陣為編碼模板，結合了H矩陣與S矩陣的優點，系統構型簡單，易於實現，且可以削減系統的雜散光和暗電流噪聲，實現了理論與實用的雙優結合。並且此編碼方法具有廣泛的適用性，可以應用於已經研製好的各類微鏡陣列光譜儀。
文檔編號G01J3/02GK103063298SQ201210504639
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者張智海, 高玲肖, 張文凱 申請人:重慶大學