[发明专利]一种干涉数据实时叠加均值方法

摘要

本发明公开了一种干涉数据实时叠加均值方法，它包括从待叠加干涉数据集中选取参考干涉图，利用干涉图的中央条纹区使用幅度阈值检测和相位检测的方法实现对错误干涉图的检测和剔除，基于带内光谱相位均值实现不同干涉图的相位对齐，最后完成经相位对齐的干涉数据的叠加均值处理。该方法可方便的使用FPGA、DSP等硬件实现。本发明可用于机载、气球载或星载迈克尔逊结构傅里叶光谱仪为改善信噪比需要对同一目标连续进行多次测量的场合。多次测量结果进行实时叠加均值可有效降低数据量。本发明具有硬件实现方便、高精度和高可靠性的优点。

主权项

一种干涉数据实时叠加均值方法，其特征在于包括以下步骤：一、获取参考干涉图顺序选取同一观测目标连续获取的多幅待叠加干涉图的第二幅干涉图作为叠加均值处理参考干涉图，其处理及相关检测阈值建立流程如下：1‑1零光程点检测：使用硬件和软件结合方式确定采样干涉图零光程差点，以该点作为傅里叶变换中心点和干涉图叠加参考点；1‑2提取中央条纹区，即以零光程点为中心的小段双边干涉图：该区域包含丰富光谱信息，可用于相位检测及干涉图质量检查；1‑3干涉图质量检查阈值：计算中央条纹区采样点绝对值累加和，该累加和加上一常数偏移量，作为干涉图质量检查阈值；1‑4傅里叶变换：计算干涉图中央条纹区对应复数光谱；1‑5带内光谱相位：根据采样定理和仪器工作波段，提取有效光谱带内复数光谱，计算带内光谱相位；1‑6带内光谱相位均值：计算带内光谱采样点的相位均值；1‑7相位检测：根据仪器设计和性能指标确定预定义相位检测阈值，若步骤1‑6中计算的带内光谱相位均值大于该阈值，则舍弃该参考干涉图，给出干涉图异常标志，并重新选定参考干涉图，重复上述步骤1‑1至1‑7；否则，将该相位均值设为参考相位，该干涉图作为参考干涉图；二、其他待叠加干涉图处理2‑1零光程点检测：使用硬件和软件结合方式确定采样干涉图零光程差点，以该点作为傅里叶变换中心点和干涉图叠加参考点；2‑2提取中央条纹区：该区域包含丰富光谱信息，可用于相位检测及干涉 图质量检查；2‑3干涉图质量检查：计算中央条纹区采样点绝对值累加和，若该值明显大于干涉图质量检查阈值，则认为该干涉图存在异常，给出干涉图异常标志，将其从待叠加干涉图序列中剔除，并开始下一幅待叠加干涉图处理；2‑4傅里叶变换：计算干涉图中央条纹区对应复数光谱；2‑5带内光谱相位：根据采样定理和仪器工作波段，提取有效光谱带内复数光谱，计算带内光谱相位；2‑6带内光谱相位均值：计算带内光谱采样点的相位均值；2‑7相位检测：若步骤2‑6计算的带内光谱相位均值大于相位检测阈值，则认为该干涉图存在异常，给出干涉图异常标志，将其从待叠加干涉图序列中剔除，从步骤2‑1重新开始下一幅待叠加干涉图处理；2‑8参考干涉图质量评估：如果步骤2‑3和步骤2‑6中检出异常干涉图超过一定数量，则重新选定参考干涉图，并重新开始上述处理流程；2‑9相位对齐：计算待叠加干涉图带内光谱相位均值和参考相位之差作为相位对齐因子，然后对该待叠加干涉图与参考干涉图做相位对齐处理；三、干涉数据叠加均值对剩余待叠加干涉数据按步骤2‑1至2‑9依次进行处理，最后将同一观测目标经相位对齐处理的多次连续测量获取的干涉图和参考干涉图一起进行叠加均值处理，最终获得均值干涉图。