[发明专利]一种基于Laplacian-Markov场的光谱恢复方法

权利要求书

1.一种基于Laplacian-Markov场的光谱恢复方法，按照以下步骤进行：

（1）对离散化的光谱进行归一化处理得到归一化后光谱强度f_i，i＝1,2,3…n，n为光谱总数；

（2）计算归一化后光谱强度f_i的一阶导数f_i′；

（3）计算每一个光谱点f_i的邻域f_i-3，f_i-2，f_i-1，f_i，f_i+1，f_i+2，f_i+3]的标准差S_i，从中找出最大标准差S_max和最小标准差S_min，构建n×n维加权矩阵Q，加权矩阵Q的对角线元素其余元素置0，其中，ln为自然对数，e为自然常数；

（4）采用分裂迭代法求解拉曼光谱：

（41）初始化分裂法求解参数：光谱初始值f⁰＝f，过度去噪补偿初始值b⁰＝0，替代变量初始值d⁰＝0，迭代次数k＝0；

（42）更新计算f^k+1和d^k+1：

fk+1=fk+Δt(▿E(f‾)),]]>▿E(f‾)=HTQTQ(Hf‾-g)+β(dk-Df‾-bk)]]>

其中，max为求取最大值，H为仪器响应函数，H^T为H的转置，Δt为时间步长，光谱的n×n维差分矩阵归一化后光谱强度集i＝1,2,…,n，正则参数λ∈(0,1)和β∈(0,1)；

（43）更新计算b^k+1＝b^k+((Df)^k+1-d^k+1)；

（44）判断f^k+1是否满足迭代停止条件(‖f^k+1-f^k‖/‖f^k‖)＞ε，ε为迭代停止阈值，若不满足，则返回步骤（42），否则输出拉曼光谱f^k+1。

2.根据权利要求1所述的光谱恢复方法，其特征在于，所述仪器响应函数H为高斯函数或洛伦兹函数。

3.一种基于Laplacian-Markov场的光谱恢复系统，包括

第一模块，用于对离散化的光谱进行归一化处理得到归一化后光谱强度f_i，i＝1,2,3…n，n为光谱总数；

第二模块，用于计算归一化后光谱强度f_i的一阶导数f_i′；

第三模块，用于计算每一个光谱点f_i的邻域[f_i-3，f_i-2，f_i-1，f_i，f_i+1，f_i+2，f_i+3]的标准差S_i，从中找出最大标准差S_max和最小标准差S_min，构建n×n维加权矩阵Q，加权矩阵Q的对角线元素其余元素置0，其中，ln为自然对数，e为自然常数；

第四模块，用于采用分裂迭代法求解拉曼光谱，包括：

第一子模块，用于初始化分裂法求解参数：光谱初始值f⁰＝f，过度去噪补偿初始值b⁰＝0，替代变量初始值d⁰＝0，迭代次数k＝0；

第二子模块，用于更新计算f^k+1和d^k+1：

fk+1=fk+Δt(▿E(f‾)),]]>▿E(f‾)=HTQTQ(Hf‾-g)+β(dk-Df‾-bk)]]>

其中，max为求取最大值，H为仪器响应函数，H^T为H的转置，Δt为时间步长，光谱的n×n维差分矩阵归一化后光谱强度集i＝1,2,…,n，正则参数λ∈(0,1)和β∈(0,1)；

第三子模块，用于更新计算b^k+1＝b^k+((Df)^k+1-d^k+1)；

第四子模块，用于判断f^k+1是否满足迭代停止条件(‖f^k+1-f^k‖/‖f^k‖)＞ε，ε为迭代停止阈值，若不满足，则返回步骤（42），否则输出拉曼光谱f^k+1。