[发明专利]一种基于数字投影的光谱检测方法

权利要求书

1.一种基于数字投影的光谱检测方法，其特征在于，所述光谱检测方法包括以下步骤：

依据光谱仪光电检测器或单点探测器的像素尺寸大小，设计一种宽度呈梯度变化的入口部分，使入射光斑最终呈梯度投影在光谱仪光电检测器或单点探测器上；

其中，所述宽度呈梯度变化的入口部分具体为：光纤式或狭缝式，其中，所述狭缝式分为固定式与可调式；

根据横向投影像素点数由少到多，提取出分辨率由高到低的一组光谱图；

将不同分辨率的光谱图输入数字投影算法，进行迭代计算，直到结果收敛；

收敛结果可还原为分辨率最佳的光谱，即投影全部集中在光谱仪光电检测器或单点探测器上一个像素时的光谱；

其中，所述将不同分辨率的光谱图输入数字投影算法，进行迭代计算，直到结果收敛得步骤具体为：

根据数字投影算法，输入光谱组等于投影矩阵与输出光谱的乘积；

根据输入光谱组做预估计，得到一个估计光谱，对估计光谱做投影变换；将投影变换结果与输入光谱组做比，并用比值对估计光谱进行修正；

反复迭代直到比值小于阈值，此时估计光谱符合预计要求，将此时的估计光谱作为结果输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字投影的光谱检测方法，其特征在于，所述固定式为菱形狭缝。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字投影的光谱检测方法，其特征在于，所述使入射光斑最终呈梯度投影在光谱仪光电检测器或单点探测器上的步骤具体为：

设计一光路结构，该光路结构包括：入口部分、准直镜、光栅、汇聚镜以及光谱仪光电检测器或单点探测器，

光从宽度呈梯度变化的入口部分入射，通过准直镜发散为平行光射到光栅上，光栅进行分光后，被色散开的单色光按波长或频率大小而依次排列；

再经物镜汇聚，投影在光谱仪光电检测器或单点探测器，当投影全部集中在光谱仪光电检测器或单点探测器上一个像素时光谱分辨率最佳，投影像素数越多光谱分辨率越差。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字投影的光谱检测方法，其特征在于，所述将投影变换结果与输入光谱组做比，并用比值对估计光谱进行修正的步骤具体为：

其中，f_div(n)为光谱偏差数组；a_in为投影矩阵的列向量；m为投影矩阵的行数；g_div(n)为投影偏差数组；f(n)为本次估计光谱数组；f′(n)为上一次估计光谱数组；h_sum(n)为投影比重数组。