本發(fā)明涉及一種雙向干涉圖協(xié)同使用方法，特別是涉及一種時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖協(xié)同使用方法。

背景技術(shù)：

時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀是一種常見的光譜儀，具有高通量、高信噪比、寬譜段等優(yōu)點，在工業(yè)檢測、物質(zhì)成分分析等領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用。時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀是利用邁克爾遜干涉儀或其改變后的形式對入射光進行干涉和調(diào)制，利用探測器實現(xiàn)量化輸出，通過對直接輸出的干涉圖進行光譜變換，計算得到所需的光譜數(shù)據(jù)。在干涉儀的往復(fù)運行過程中可以產(chǎn)生正向和反向兩種干涉圖，受零光程差偏置、采樣方向和采樣位置的影響，雙向干涉圖之間彼此存在差異，傳統(tǒng)方法通常將雙向干涉圖分別獨立處理，而從數(shù)據(jù)有效性及一致性的角度考慮，需要將雙向干涉圖協(xié)同處理。

雙向干涉圖協(xié)同處理的難點在于根據(jù)實際采樣過程，對時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖聯(lián)合建模，確定正向和反向干涉圖的差異并通過處理方法將差異逐步消除，從而使雙向干涉圖可以統(tǒng)一使用。針對時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖協(xié)同使用，目前尚未有現(xiàn)成的方法可以對其處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖協(xié)同使用方法，其能夠解決時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖協(xié)同使用存在的差異。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖協(xié)同使用方法，其包括：

步驟一，將反向干涉圖序列進行逆序；

步驟二，對正向干涉圖序列和反向干涉圖逆序后的干涉圖序列進行三次樣條插值；

步驟三，分別搜索插值后兩組序列的絕對值最大值對應(yīng)位置，并按照兩組序列絕對值最大值對應(yīng)位置的差異，將經(jīng)過逆序、插值后的反向干涉圖進行移位；

步驟四，將經(jīng)過前三步驟處理后的反向干涉圖進行抽樣和截取，并對原始正向干涉圖進行截取處理。

優(yōu)選地，所述步驟二插值時插值倍數(shù)不小于4。

優(yōu)選地，所述步驟四的反向干涉圖處理后的序列抽樣位置與間隔保持與原始正向干涉圖采樣位置及間隔一致。

本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明通過將反向干涉圖序列進行逆序，消除了時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖采樣方向的影響；通過插值和移位同時消除了雙向干涉圖零光程差偏置與采樣位置差異的差異影響；通過抽樣和截取實現(xiàn)了雙向干涉圖的最終統(tǒng)一和協(xié)同使用。本發(fā)明方法合理、實施簡易，能夠?qū)崿F(xiàn)時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖的協(xié)調(diào)使用，應(yīng)用前景廣泛。

附圖說明

圖1為時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖生成過程示意圖。

圖2為本發(fā)明的流程圖，其中函數(shù)ceil()表示向上取整。

圖3(a)為本發(fā)明原始正向干涉圖序列的效果圖，圖3(b)為本發(fā)明原始反向干涉圖序列的效果圖，圖3(c)為本發(fā)明反向干涉圖處理后序列的效果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

對本發(fā)明的理論分析基礎(chǔ)簡介如下：對于時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀，在干涉儀一次往復(fù)運行過程中，雙向(正向和反向)干涉圖是先后緊鄰獲取的，時間差異很小，故而光譜儀自身的儀器狀態(tài)可以認為未變化，雙向干涉圖的零光程差位置點應(yīng)對應(yīng)同一位置。實際由于雙向干涉圖對應(yīng)的采樣方向、采樣位置、零光程差偏置的影響，導(dǎo)致雙向干涉圖都不一定能夠采到零光程差位置且零光程差位置在干涉圖上存在錯位，如圖1所示。

本發(fā)明為時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀的雙向干涉圖協(xié)同使用方法,其包括:

步驟一，將反向干涉圖序列進行逆序；

步驟二，對正向干涉圖序列和反向干涉圖逆序后的干涉圖序列進行三次樣條插值；

步驟三，分別搜索插值后兩組序列的絕對值最大值對應(yīng)位置，并按照兩組序列絕對值最大值對應(yīng)位置的差異，將經(jīng)過逆序、插值后的反向干涉圖進行移位；

步驟四，將經(jīng)過前三步驟處理后的反向干涉圖進行抽樣和截取，并對原始正向干涉圖進行截取處理。

所述步驟二插值時插值倍數(shù)不小于4，這樣方便操作。

所述步驟四的反向干涉圖處理后的序列抽樣位置與間隔保持與原始正向干涉圖采樣位置及間隔一致，這樣提高精確性。

本發(fā)明方法流程圖如圖2所示，以干涉儀的一次往復(fù)運行周期所產(chǎn)生的一幅正向干涉圖序列一幅反向干涉圖序列作為一組進行處理。原始正向干涉圖序列記為f[n],n＝0,1,2,…,n-1。與其同周期內(nèi)生成的原始反向干涉圖序列記為g[n],n＝0,1,2,…,n-1。

將反向干涉圖序列g(shù)[n]進行逆序，得到逆序處理后的序列b[n],n＝0,1,2,…,n-1。序列b[n]與f[n]采樣方向是一致的。

將干涉圖序列f[n]與b[n]分別進行m倍插值(取m≥4)，插值方法采用三次樣條插值，獲得插值后的序列f[n],n＝0,1,2,…,m(n-1)，以及b[n],n＝0,1,2,…,m(n-1)。

若p1,p2分別對應(yīng)插值后兩組序列的絕對值最大值位置，即如下式(1)：

對于時間調(diào)制型傅里葉變換光譜儀，不同譜段的目標輻射在零光程差都干涉疊加，故而零光差位置通常對應(yīng)干涉圖絕對值最大值位置。通過將序列b[n]右移(p1-p2)點，或左移(p2-p1)點，便可以將插值后的兩組序列按光程差位置對齊，對齊后的序列即為

b[n-(p1-p2)],n＝(p1-p2),(p1-p2)+1,…,(p1-p2)+m(n-1)

對序列b[n-(p1-p2)]進行抽樣，抽樣位置與間隔確保與原始正向干涉圖采樣位置及間隔一致，同時分別對b[n-(p1-p2)]及f[n]進行截取，使得協(xié)調(diào)使用的雙向干涉圖長度一致。最終獲得正向干涉圖序列f[n],n＝t,t+1,t+2,…,u-2,u-1,u，反向干涉圖處理后的序列b[n-(p1-p2)]，n＝mt,m(t+1),m(t+2),…,m(t-1),m(t-1),mt。其中，起點t與終點u分別為如下式(2)：

其中，s＝ceil((p1-p2)/m)

函數(shù)max表示兩者取大值，函數(shù)min表示兩者取小值，函數(shù)ceil表示向上取整。

實例:圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)為本發(fā)明的效果圖。原始干涉圖總采樣點數(shù)n＝19456，插值倍數(shù)m＝10，搜索得到的絕對值最大值位置分別為p1＝96427、p2＝99880，截斷時的起點和終點分別為t＝0、u＝19800。由圖中處理前后的對比可以看出，當目標輻射未發(fā)生變化時，反向干涉圖處理后的序列與正向干涉圖序列具有很好的一致性，這也驗證了本發(fā)明方法的有效性。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。