基于三次样条插值的光纤F-P传感器傅里叶变换解调研究

从傅里叶变换原理入手,对不插值傅里叶变换解调和高斯频谱插值方法的误差进行了分析.介绍了三次样条插值的原理,通过三次样条插值得到输出光强信号对光频率均匀采样光谱.从光纤F-P传感器的腔长由20 μm以0.02 μm步长匀速增加至120 μm的仿真分析得出,经过三次样条插值后再进行傅里叶变换解调的精度相对频率插值法更高.在此基础上,采用美国Ocean Optics公司生产的USB2000型光谱仪和Melles Griot公司的17MAX600型光纤对准微动台(精度达0.01 μm)搭建了实验系统并进行了对比实验.结果表明,基于三次样条插值的傅里叶变换解调方法误差在0.06 μm以内.     

Measuring the optical rotation based on the Fast Fourier Transform

Based on the structure of polarizer–Faraday modulator–analyzer, a method of measuring the optical rotation is proposed by using Fast Fourier Transform to analyze the output signal of optical material. The output signal detected by a photodetector comprises two AC components, which angular frequencies are ω and 2ω, respectively. So, the amplitude ratio of different frequency signals can be obtained by using the Fast Fourier Transform. According to the relationship between the amplitude ratio and optical rotation, the optical rotation of material can be detected. Furthermore, the experiment results show that the correlation coefficient between the measured optical rotation and the sugar solution concentration is found to be 0.99979.     

利用三次样条插值提高自准直仪的准确度

为了提高自准直仪的准确度,利用三次样条插值法对CCD像元进行细分,并利用直线边缘拟合法检测图像边缘.实验采取独立的测量手段,将自准直仪的实际转角和算法计算得到的角度值进行比较,分析其准确度.实验结果表明,该方法能明显提高自准直仪的准确度,准确度达到0.1角秒.     

基于快速傅里叶变换和积分图的快速相关匹配

为克服传统相关匹配算法计算复杂度过大的缺点,基于快速傅里叶变换和积分图提出了一种快速相关匹配算法.在不改变传统相关匹配计算结果的前提下,该算法通过对相关系数公式的分析和化简,用快速傅里叶变换计算模板图像和基准图像的相关,并采用积分图计算基准图像灰度值及其能量的窗口积分,使相关匹配计算量与模板图像大小近似无关,从而大大降低了计算复杂度.不同光照条件下图像匹配实验和复杂环境下目标跟踪实验结果表明,该算法具有很强的抗干扰能力,其执行效率比传统相关匹配提高1～2个数量级.     

A Fast Fourier Transform Technique Applied to Subnanosecond Laser Fusion Diagnostics

A fast Fourier transform technique is described which when applied to streak-camera data may make possible the first direct experimental determination of the Rayleigh-Taylor instability in the context of laser-pellet fusion. This technique has been successfully applied to computer-generated streak-camera data.     

基于连续统快速傅里叶变换的红外光谱处理技术

为实现红外光谱对遥感地物准确的识别,消除高频噪声是光谱特征分析和提取的重要环节。利用光谱连续统处理方法,结合信号时域分析领域快速傅里叶变换提出了一种新的红外光谱滤波方法。该方法首先对红外光谱进行光谱连续统去除,利用快速傅里叶变换将去连续统后光谱转换到频域,设计低通滤波器滤除高频噪声,然后通过快速傅里叶反变换将频域信号转换到时域,最后对信号进行光谱连续统恢复,得到滤除噪声后的红外光谱信号。对比实验表明,连续统快速傅里叶滤波方法比常规的时域滤波方法有更好、更快的滤波效果,解决了传统快速傅里叶红外光谱滤波的吉布斯现象。该方法操作简便、运行速度快捷、滤波效果好,满足了红外光谱地物识别对光谱高质量的要求。     

Using Fast Fourier Transform to compute the line shape of frequency-modulated spectral profiles

An expression for the shape of spectral lines recorded by sinusoidal frequency modulation and harmonic detection is derived. It can be fast computed by means of the Fast Fourier Transform method and it holds for any modulation depth and modulation frequency. Different line shape functions, such as Voigt, Galatry, and speed-dependent Voigt, may be included in the model. In this work, the performance of the computing method is tested with experimental second harmonic rotational profiles, but it can be applied to higher harmonic spectra as well.     

基于SIFT特征检测和三次插值样条的快速曲面重构算法

针对传统的曲面重构算法一直存在重构精度低、效率差的问题,提出一种新的快速曲面重构算法。基于三次插值样条和改进SIFT特征检测和匹配方法,先对二维图像预处理后,检测其边界点并且拟合,然后将区域按四个象限进行分区,用三次插值样条边界进行曲面重构,同时结合改进的SIFT特征检测和匹配方法检测各个区域曲面边界的特征点,然后再进行匹配拼接。实验结果表明,该算法得到曲面模型的时间效率有很大的提高,并且曲面效果好,光滑、平顺。     

The Influence of Fast Fourier Transform on the Signal-Spectrum Estimation

We analyze the accuracy of digital estimation of the signal spectrum. Quantization noise introduced by the analog-to-digital converter (ADC) and fast Fourier transform (FFT) is allowed for. The basic analysis is carried out using the example of a test harmonic signal. The characteristic of the signal-to-noise ratio, called the effective binary word size of a harmonic signal is introduced. Optimal combinations between the ADC word size and the FFT type used are discussed.     

荧光寿命的快速傅里叶变换拟合方法

介绍了一种利用快速傅里叶变换算法对稀土掺杂物质的荧光寿命进行数据拟合的方法。稀土掺杂物质可用来制备多种光学传感器,用于温度、pH值等多种参量测量领域。本方法利用快速傅里叶变换(FFT)结果作为基础,从非零项的相位角的正切值得出被测的荧光寿命,具有速度快、误差小、不受本底干扰等一系列优点。以掺铒光纤为例,通过数字仿真将本方法与其它几种传统的拟合方法进行了比较。快速傅里叶变换方法的测量偏差不到Prony方法的50％,为对数似合(log-fit)方法测量偏差的1／6。另外,快速傅里叶变换方法由于不受本底噪声影响,可以不必在信号处理时去掉本底噪声,因而可以明显缩短测量时间。     

精密气动液压伺服系统用于傅里叶变换光谱仪光谱测量

讨论了傅里叶变换光谱仪动镜稳定平移的重要性,研制了以高压无氧氮气为动力源的精密气动液压系统用于推进在研傅里叶变换光谱仪“猫眼”动镜系统,并在此基础之上测量了ＺＹＧＯ干涉仪光源光谱图。     

基于傅里叶变换的高精度条纹细分方法

针对传统傅里叶变换法在提取条纹图相位中存在的能量泄漏问题,提出了条纹图整周期裁剪的方法,可有效抑制能量泄漏对检相精度的影响,提高傅里叶变换法相位计算的精度。在此基础上,提出了一种基于傅里叶变换时移特性的叠栅条纹细分新方法。与传统傅里叶变换法相比,该方法求取相邻两帧条纹图间的相移,只需经过两次傅里叶变换,不需要截取条纹图的基频再逆变换回空域,因此计算量至少减少了一倍,计算速度大大提高。数值计算结果表明,对两束单色平面波形成的条纹,理想条件下细分精度高达10-12量级;对高斯包络调制的条纹,细分精度至少可达10-3量级。     

基于LASSO方法的傅里叶变换红外光谱快速定性识别方法

采用红外光谱技术对未知气体组分进行监测,需要对气体组分进行定性识别分析。基于多元线性回归模型的LASSO变量选择技术广泛应用于数据分析领域。将LASSO方法引入到红外光谱分析领域,提出一种LASSO变量选择技术结合循环线性最小二乘(LCLS)分析的定性识别方法,并开展了相关的实验对其进行验证。实验采集CO,C₂H₄,NH₃,C₃H₈,C₄H₁₀和C₆H₁₄六种单组分傅里叶变换红外(FTIR)光谱吸光度谱以及一组C₂H₄和NH₃混合组分的吸光度谱,结合实验室自建光谱数据库,先采用LASSO方法对采集的光谱进行初步定性分析,然后使用LCLS方法剔除干扰组分。实验结果表明,LASSO结合LCLS的方法能有效识别出光谱中的目标组分,即使是在干扰严重的光谱波段也可以剔除掉大部分的干扰组分。     

傅里叶变换红外光谱和近红外傅里叶变换拉曼光谱法无损鉴定中国字画

利用傅里叶变换红外(FTIR)和近红外傅里叶变换拉曼(NIR FT-Raman)光谱法鉴定了中国字画,结果表明：与荧光光谱法相比,根据谱峰的强度和位置可更容易地将真伪字画区别开来。拉曼光谱和红外光谱相互印证,互相补充,在鉴定中具有快速、准确、操作简单、重复性好、不需对样品进行预处理的优点,适于珍贵字画的无损鉴定。     

傅里叶变换红外光谱法快速测定5个品种大豆的主要组分

探索作物育种过程中从大量样本中快速筛选有益突变体的新方法.利用傅里叶红外光谱法从整体上对5种大豆的主要组分进行测定和分析.结果表明:大豆的脂肪酸、皂苷、异黄酮(3298-1746cm-1)、蛋白质(1655-1398cm-1、1059cm-1)和核酸、磷脂(1240-1159cm-1、1001cm-1)等主要组分均具有...     

Fourier变换光谱学的一种光谱分辨率增强方法

本文提出了一种基于特征值分析与线性拟合 (EALF)的超分辨率谱估计方法。其实质是在光谱的Fourier变换域内进行信号处理 ,以使复原谱的分辨率突破仪器函数的限制。EALF由总体最小二乘参数估计、特征值分析频率估计和最小二乘拟合振幅估计三个步骤来实现。本文将介绍EALF谱估计的原理 ,通过仿真实验验证原理的正确性 ,讨论关键技术 ,并总结EALF相对于其他Fourier变换光谱分辨率增强技术的主要优点。     

傅里叶变换衰减全反射红外光谱测定车用汽油诱导期方法研究

诱导期是评价汽油氧化安定性的重要指标。国内燃油市场汽油流通量较大,但目前仍采用传统GB/T 8018—87方法测定汽油诱导期,工序繁琐,耗时较长,难以实现对每批油品及时检测,无法满足汽油品质监管需求。为此,本文提出了一种采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）测定汽油诱导期的快速分析方法。设计和集成了一种采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱的智能型专用燃油品质快速分析系统,集光谱采集、数据处理、显示与存储等于一体。设计的测样附件由9次反射的衰减全反射（ATR）硒化锌晶体和带密封的不锈钢盖组成,具有光程恒定,注样和清洗方便等优点。研究了光谱扫描次数和重复装样次数对光谱信噪比的影响规律,确定了最佳扫描次数为15次,装样次数为4次。从京津地区收集64个不同牌号、不同生产时间的汽油样本,采用GB/T 8018—87方法测定其诱导期数值作为建模参考数据。使用该系统采集油样红外光谱。对光谱数据进行均值中心化、一阶求导预处理,采用偏最小二乘PLS方法将汽油红外光谱与其诱导期数据进行关联,建立车用汽油诱导期定量校正模型,其决定系数(R2)0.897,校正标准偏差(SEC)68.3 min,预测标准偏差(SEP)91.9 min。模型专用燃油品质快速分析系统预测汽油诱导期的相对偏差均小于5%,满足GB方法重复性允差要求。与传统GB方法相比,该方法操作简单,分析速度快,单个样本检测仅需3 min,对油品储运及销售过程中快速准确品质监管有积极意义。     

Quantum Windowed Fourier Transform and its Application to Quantum Signal Processing

International Journal of Theoretical Physics - In classical information processing, the windowed Fourier transform (WFT), or short-time Fourier transform, which is a variant of the Fourier...     

纳米Mn2O3的制备及其红外光谱研究

本言语和化学液相均相沉淀法首次制备了纳米Ｍｎ２Ｏ３利用射线衍射，透射电镜和红外光谱分析方法了其微经持征与物理性质的关系，并对结果作了初步的解释。     

自聚焦透镜的傅里叶变换性质及成像性质

对自聚焦透镜的二维傅里叶变换性质,成像性质以及脉冲响应作了系统论述.并从理论上对自行研制的自聚焦透镜的光斑尺寸进行了计算.在不考虑像差的情况下,直径为1.8 mm的透镜其出射光斑直径为1.2 μm,利用狭缝扫描法进行了实际测量,测量值为1.5 μm,理论值与实验值基本吻合,从而说明理论分析的合理性.