基于法向映射法的二维光纤光谱弯曲校正

发布时间：2024-12-22 23:04

　　 二维光纤光谱图是天文望远镜系统中的光谱仪的观测结果,由此又经过一系列的后续处理,才能生成普遍意义上的一维光谱。由于光谱仪和CCD相机的光学畸变,使得二维光纤光谱图像普遍出现了弯曲现象,尤其是在光纤两端表现得尤为明显,这个问题一直以来没有很好的解决办法,也没有在任何参考文献中看到相关工作。这种弯曲给后续的抽谱工作造成困扰,处理不好会很大程度上影响波长定标,从而影响一维谱的准确性。给出的一种法向映射法可以对这种二维光纤光谱图的弯曲进行有效的校正。该法把二光纤光谱图中的每一条光纤光谱进行单独处理。首先做预处理抽取每根光纤中心线,然后把该中心线当作光滑曲线求取每个点的法线方向,以整条中心线的某个点(一般是最凸点)为基点作理想竖直线,光纤中心线所有点沿自身法线方向投影到这条竖直线上,从而实现了光纤中心线本身的校直。因光纤宽度在二维光纤光谱图中一般是7个像素,因此将光纤中心线向左向右各依次平移3个像素,分别实现上述流程,即可得到整条光纤光谱的校直结果。该法实施过程中有两个问题需要注意:一个是坐标点的均匀化问题,一个是像素灰度值的精度保持问题。坐标点的均匀化问题是由于在该法中使用了法向映射,从而造成...

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【部分图文】：

图１二维光纤光谱图Ｆｉｇ．１Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ

二维光纤光谱图的特点，有针对性地提出法向映射法对其进行校正。图１二维光纤光谱图Ｆｉｇ．１Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ１法向映射法如图２所示，发生弯曲形变的光纤光谱可看作一段曲率变化的弧ＯＰ，把Ｐ点沿着法线方向投射到理想直线上的Ｐ１点，以此为基础提出法向映射校正....

图２法向映射算法原理Ｆｉｇ．２Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｎｏｒｍａｌｍａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ

二维光纤光谱图的特点，有针对性地提出法向映射法对其进行校正。图１二维光纤光谱图Ｆｉｇ．１Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ１法向映射法如图２所示，发生弯曲形变的光纤光谱可看作一段曲率变化的弧ＯＰ，把Ｐ点沿着法线方向投射到理想直线上的Ｐ１点，以此为基础提出法向映射校正....

图３光纤光谱宽度示意图（ａ）：光纤光谱图像；（ｂ）：光纤某截面由左至右的流量曲线Ｆｉｇ．３Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｐｅｃｔｒａｌｗｉｄｔｈ

ｍａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ２实验部分２．１二维光纤光谱图像预处理———中心线获取在二维光纤光谱图像中，按照统计规律，两根相邻光纤的中心位置大约相差１６个像素，有效的光谱宽度可认为是７～８个像素。图３（ｂ）显示了光谱的流量曲线。一般可认为该曲线的最高点对应的横坐标即为光纤中心....

图４光谱图某行的灰度值曲线及峰值定位Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｇｒａｙｖａｌｕｅｃｕｒｖｅａｎｄｐｅａｋｓ’ｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆａｌｉｎｅｉｎａｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ

光谱图像中，相邻两光纤之间的灰度值很小，光谱轨迹所在位置处灰度值很大；且认为光纤中心处最为明亮，为灰度峰值，灰度分布形如高斯函数，如图３（ｂ）所示。图３（ａ）中图像横纵向分别为空间方向和波长方向。对光纤中心进行定位时，首先取某特定波长处的一行（即固定纵坐标），定位出该行在空间方向....

本文编号：4019867