[发明专利]一种针对干涉光谱测量系统的逐行标定方法

权利要求书

1.一种针对干涉光谱测量系统的逐行标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1获取标定干涉光谱测量系统所需的不同频率的单色光，包括：

S11通过控制AOTF的声光频率使其充当可调谐带通滤波器，对入射光束选择性地通过指定频带的单色光作为标定光束；

S12使用光纤光谱仪读取标定光束，根据光纤光谱仪读取到窄频带标定光束的中心波长λ₀；

S2获取标定使用的单色光经过光谱分光成像系统后在面阵数字相机上的对应谱线图像，并确定其中心波长与在面阵数字相机上像素位置之间的关系，包括：

S21将步骤S12中使用的中心波长为λ₀的单色光输入到光谱分光系统，经由光谱成像系统的分光成像作用在面阵数字相机上获得标定谱线图，其中面阵数字相机的横向分辨率为q，纵向分辨率为p；

S22对得到的标定谱线图中的每一行的信号计算其质心所对应的像素位置X(λ₀，r_i)，其中r_i代表当前的行号，将计算得到的质心位置作为中心波长λ₀所对应的像素位置；

S23对不同中心波长λ_i单色光重复S12，确定当前使用的单色光中心波长λ_i在光谱图像中在第r_i行所对应的质心位置X(λ_i，r_i)，直至单色光的谱线数量满足对像素位置的多项式拟合的要求；

S24在同一中心波长λ_i的单色光入射的条件下，面阵数字相机中成像的谱线垂直于光栅分光方向，对X(λ_i，r₀)...X(λ_i，r_p)进行二次拟合，以消除环境噪声对质心位置的影响，将二次拟合后的像素位置X(λ_i，r_i)作为在中心波长为λ_i的单色光入射的条件下的谱线质心位置。

S3获取面阵数字相机中的像素与波长之间的对应关系，包括：

S31根据S24得到的一组中心波长λ₀...λ_n的标定用单色光与其所对应的面阵数字相机中的像素位置X(λ₀，r_i)...X(λ_n，r_i)之间的关系，对λ_i与X(λ_i，r_i)进行二次拟合得到第r_i行的像素-波长标定公式λ(x，r_i)＝Ax²+Bx+C，其中x代表当前行的像素位置，A、B、C为标定公式中的系数，并对中间位置的波长进行插值；

S32对面阵数字相机的每一行像素重复S31，以确定面阵数字相机中各行像素点与波长之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的针对干涉光谱测量系统的逐行标定方法，其特征在于：

对步骤S21得到的谱线图像应用二值化分割来确定谱线图的有效信号区域作为计算谱线质心位置的有效区域，全局阈值通过Ostu方法得到；对于二值化分割后的有效区域中，结果为1的区域的灰度数据保持不变，结果为0的区域灰度数据清零，以排除掉图像其他非谱线位置暗噪声的无效信息对于计算质心位置的干扰。

3.根据权利要求2所述的针对干涉光谱测量系统的逐行标定方法，其特征在于：

步骤S22中对于各行信号质心位置的计算，在已知行信号的长度为面阵数字相机的横向分辨率q，其质心位置其中I(x，r_i)坐标为x的位置对应的灰度数据。