[发明专利]一种半导体激光器光谱自适应峰值搜索方法

摘要

本发明公开了一种半导体激光器光谱自适应峰值搜索方法，该自适应峰值搜索方法包括如下步骤通过建立光谱数据序列的局部最大矩阵，利用其行向量特征修正矩阵，根据修正矩阵的列向量特征定位峰值，并通过一定的方法进一步修正和补偿。本发明方法具有较强的抗噪能力，整个搜索过程无需人为干预，自适应性和鲁棒性强，且满足实时计算要求。实测数据计算结果表明，本发明自适应峰值搜索方法与直接比较法、优化的导数法和遗传算法相比，在检验准确率和计算时间方面优势明显，平均检验准确率可达到98％，平均计算时间仅为0.12s，可应用到半导体激光器实测光谱特性实时分析中去。

主权项

一种半导体激光器光谱自适应峰值搜索方法，其特征在于，包括如下步骤：a局部最大矩阵的建立设T代表待搜索半导体激光器的实测光谱数据序列，序列长度为n，T＝[t1，t2，...ti，...tn]；使用窗口宽度N可变的移动窗，比较序列中某一个数据点在N范围内和前向边缘点及后向边缘点的大小；比较的逻辑关系值作为波动因子，以波动因子作为数据元素建立局部最大矩阵M(m×n)；其中，m＝[length(T)/2]‑1＝[n/2]‑1,符号“[]”代表向下取整，窗口宽度N＝2i(i＝1,2,...,m)；对于每一维的i和j，其中，1≤i≤m，1≤j≤n，当i+1≤j≤n‑i时，波动因子表示为：当1≤j≤i和n‑i+1≤j≤n时，波动因子表示为：mi,j＝rand+1  (2)其中，rand表示在[0,1]范围内的均匀分布随机数；局部最大矩阵M表示为：b局部最大维度控制统计局部最大矩阵每一行中元素为0的个数，记为向量S：S＝[s1,s2…si,…sm]；其中，si代表第i行中元素为0的个数；找到向量S中元素的最大值sp，最大值sp的计算公式如(4)所示，记录该最大值sp在向量S中所在的位置p，即找到了局部最大矩阵中0元素数目最多的行p：sp＝max(S)  (4)其中，max表示最大值；重新修正局部最大矩阵M，去除掉行数i大于p的元素，形成新的矩阵M′(p×n)：c谱峰定位新矩阵M′的列向量元素值是判别数据序列中某元素是否为局部峰值点的直接判断标准，当某一列元素全为0时，该列对应的数据序列中的元素即为候选峰值点；d谱峰补偿如果数据点对应的新矩阵M′列向量同时满足下列三个条件，则认为该数据点符合在一定窗口内左侧邻近点上升且右侧邻近点下降这种趋势，加入候选峰值点内：(1)首行元素为0；(2)从首行开始，连续0元素的个数N1≥[n/2]；(3)以该列为中心，窗口为[n/4]范围内的左右各列中0元素的个数N2≥[n/2]；通过上述步骤即可准确定位光谱数据峰值点。