[发明专利]光谱共焦多峰值提取方法、模块、计算机设备及存储介质

说明书

本申请实施例公开了一种光谱共焦多峰值提取方法、模块、计算机设备及存储介质。该方法包括：对采集到的光谱信号分别进行频域滤波和空域滤波，对应得到频域滤波信号和空域滤波信号；对所述频域滤波信号运用对称零面积法处理，得到对称零面积差分信号；根据所述对称零面积差分信号和所述空域滤波信号，筛选出所述空域滤波信号内的目标区域；利用加权质心法对每个所述目标区域进行峰值提取，得到由每个所述目标区域对应的峰值构成的峰值集合；从所述峰值集合中筛选出需要的多个峰值。该光谱共焦多峰值提取方法能够精确地实现光谱共焦多峰值提取，而且对低平滑度的信号具有较好的适应性。

技术领域

本申请涉及光谱共焦测量技术领域，尤其涉及一种光谱共焦多峰值提取方法、模块、计算机设备及存储介质。

背景技术

光谱共焦测量技术是一种利用光学色散技术的新型非接触式光学测量技术，其具有测量精度高、材料适应性广、对透明和半透明材料可多层测量等优点。当前，市面上已经存在一些光谱共焦传感器在诸如晶圆表面测量、线路板表面测量等领域的许多工业领域开展应用。

光谱共焦测量技术的基本原理是：利用白光(复合光)在被测物体表面附近沿轴向发生色散(通常利用特殊的光学元器件扩大不同波段光的色散效果)，并利用光谱仪系统获取不同光谱光线在被测物体表面的反射光谱，分析反射光谱(回波)的相对强度，提取光谱信号的峰值位置，并将峰值转换为对应的测量距离值。

目前已公开的光谱共焦峰值提取方法中，常用的方法是质心法、加权质心法、对称零面积法。此外，还有自动阈值分割算法，但鲜有应用。现有的光谱共焦峰值提取方法均有适用范围的局限性，且各有利弊。

其中，质心法和加权质心法在光谱的相对强度分布较为对称的场景下具有较高的准确度，但是，质心法和加权质心法无法直接适用于多个峰值的提取。

对称零面积法适用于发现大峰旁边的小峰，可以适用于多个峰值的提取，但是，对称零面积法要求的信号平滑度比较高，且直接计算结果仍然为一维信号，还需要对这个一维信号进行分析，才能获取单层或多层测量对应的单个或多个峰值位置，因此，该方法易于陷入局部微小信号最优解，导致峰值的位置判断错误。

自动阈值分割方法可以适用于多个峰值位置判断，但是，该方法仅限于判断多个峰值各自的分布区域，必须辅之以其他的峰值提取方法才能提取精确的峰值位置。

发明内容

本申请提供了一种光谱共焦多峰值提取方法、模块、计算机设备及存储介质，能够精确地实现光谱共焦多峰值提取，而且对低平滑度的信号具有较好的适应性。

第一方面，本申请提供了一种光谱共焦多峰值提取方法，其包括：对采集到的光谱信号分别进行频域滤波和空域滤波，对应得到频域滤波信号和空域滤波信号；对所述频域滤波信号运用对称零面积法处理，得到对称零面积差分信号；根据所述对称零面积差分信号和所述空域滤波信号，筛选出所述空域滤波信号内的目标区域；利用加权质心法对每个所述目标区域进行峰值提取，得到由每个所述目标区域对应的峰值构成的峰值集合；从所述峰值集合中筛选出需要的多个峰值。

在一些具体的实施例中，所述对所述频域滤波信号运用对称零面积法处理，得到对称零面积差分信号，包括：确定窗口值；根据所述窗口值，利用对称零面积变换函数生成对应的一维卷积算子；根据所述一维卷积算子，对所述频域滤波信号进行卷积处理。

进一步地，所述确定窗口值包括：根据所述频域滤波信号的峰值的半高宽确定所述窗口值。

在一些具体的实施例中，所述根据所述对称零面积差分信号和所述空域滤波信号，筛选出所述空域滤波信号内的目标区域包括：根据所述对称零面积差分信号的零值位置线，划分所述对称零面积差分信号的零值上区间和零值下区间；将所述空域滤波信号内与所述零值下区间对应的区域确定为目标区域。

在一些具体的实施例中，所述利用加权质心法对每个所述目标区域进行峰值提取的方法包括：