[发明专利]一种盲目反卷积红外光谱图超分辨率复原方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外光谱数据处理技术领域，尤其涉及一种盲目反卷积红外光谱图超分辨率复原方法。

背景技术

近几十年，人们对中波红外光谱技术的研究相当活跃，使得红外光谱在目标跟踪、化学计量分析、材料分析和生学医学等领域的得到了广泛的应用。然而，红外光谱数据在光谱仪测量过程中，经常会受到谱线的碰撞展宽、自然展宽、电路和探测器低通特性等因素的影响，导致光谱数据出现谱带重叠和强噪声干扰现象。这些干扰给红外光谱应用带来了困难，甚至会导致严重的物质鉴定和目标识别误差，极大限制了红外光谱在实际生活中的应用。因此，对光谱数据进行预处理、提高光谱的分辨率就显得非常重要。

目前，复原退化光谱的方法有很多，这些方法主要可分为两大类：光谱反卷积和曲线拟合技术。曲线拟合技术认为光谱曲线是通过高斯函数、洛伦兹函数或它们的组合而构成，即实测光谱能通过这些函数来拟合得到。这种方法能够很好的解决谱带重叠的问题，即能拟合出重叠的波峰，但是对光谱噪声极其敏感。光谱反卷积技术主要是通过不同的约束来复原退化的光谱，这些方法有傅里叶自反卷积(FourierSelf-deconvolution，FSD)，最大香农熵反卷积、Tikhonov正则化、同态滤波等方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种盲目反卷积红外光谱图超分辨率复原方法，解决了由傅里叶红外光谱仪测得的红外光谱数据经常会受到随机噪声和仪器误差等的影响而导致光谱分辨率降低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盲目反卷积红外光谱图超分辨率复原方法，包括以下步骤：

1)采集待处理的红外光谱，对待处理的红外光谱数据作归一化处理，其中i表示波数点，n表示波数的点数；

2)对归一化后光谱强度f_i进行一阶求导，f_i′＝(f_i+1-f_i)/2；

3)根据光谱一阶导数强度值f′_i，使用绝对中值估计器初步计算光谱噪声水平，并由此确定正则化参数的数值；

4)建立红外光谱和仪器响应函数的数学模型：

E(f,h)=12||g-h⊗f||2+αΣρ(f′)+βΣ|hσ′|2]]>