Методы оптимизации алгоритма обработки двумерных интерферограмм получаемых статическим Фурье-спектрометром / Optimization Methods of Algorithm for Processing Two-Dimensional Interferograms Obtained by Static Fourier-Spectrometer

Голяк И.С. / Golyak, I. S.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Морозов А. Н. / Morozov, A. N.
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана / RUS Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Выпуск в базе РИНЦ
Голяк И.С., Морозов А. Н. Методы оптимизации алгоритма обработки двумерных интерферограмм получаемых статическим Фурье-спектрометром // Физические основы приборостроения. 2013. Т. 2. № 4(9). С. 70–77. DOI: 10.25210/jfop-1304-070077
Golyak, I. S., Morozov, A. N. Optimization Methods of Algorithm for Processing Two-Dimensional Interferograms Obtained by Static Fourier-Spectrometer // Physical Bases of Instrumentation. 2013. Vol. 2. No. 4(9). P. 70–77. DOI: 10.25210/jfop-1304-070077

Аннотация: Разработаны методы временной оптимизации алгоритма обработки двумерных интерференционных картин, получаемых статическим Фурье-спектрометром. Показано, что замена операций высокочастотной Фурье-фильтрации интерферограмм и коррекции угла наклона интерференционных полос на операции с полиноминальной интерполяцией и центрирования интерференционных полос позволяет более чем в 25 раз увеличить скорость обработки без заметного снижения вероятности распознавания по этим интерферограммам исследуемых образцов веществ. Разработанные методы оптимизации апробированы на спектрах вторичного излучения разнообразных веществ на различных подстилающих поверхностях при возбуждении образцов излучением с длиной волны 280 нм.
Abstract: Methods for process optimization of two-dimensional interferograms obtained by static Fourier spectrometer are developed. Replacement of high-frequency Fourier filtration and tilt angle correction of interference fringes with operations of polynomials interpolation and centering interference fringes increases the processing speed more than 25 times without appreciable loss of recognition reliability. A collection of secondary emission spectra of different substances diffused across various background surfaces excited by 280 nm radiation were used for testing the method developed for optimization.
Ключевые слова: интерферограмма, спектрометр, алгоритм, оптимизация, Fourier transform spectroscopy, interferogram, spectrometer, algorithm, интерферограмма

Литература / References
  1. Marcoionni, P. Early Results From an Imaging Interferometer Prototype Operating in the Sagnac Configuration // Young Forum Session on Remote Sensing, XXth ISPRS Congress, Istanbul, Turkey, July 12-23. 2004. P. 130-135.
  2. Афонин А. В., Горбунов Г. Г., Шлишевский В. Б. Видеоспектро-метрическая аппаратура на основе метода Фурье-спектроскопии для обнаружения малых газовых смесей в атмосфере // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т. 21. № 9. С. 823-826.
  3. Manzardo, O., Petremand, Y., and Herzig, H.P. Micro-Sized Fourier Spectrometer. OSA/DOMO. 2002. Vol. 75. P. DTuC5.
  4. Manzardo, O., Herzig, H.P., Marxer, C.R., and de Rooij, N.F. Minituarized Time-Scanning Fourier Transform Spectrometer Based on Silicon Technology // Optics Letters. 1999. Vol. 24. No. 23. P. 1705-1707.
  5. Harvey, A.R., Fletcher-Holmes, D.W. Birefringent Fourier-Transform Imaging Spectrometer // Optics Express. 2004. Vol. 12. No. 22. P. 5368-5374.
  6. Padgett, M.J., Harvey, A.R., Duncan, A.J., and Sibbett, W. Single-Pulse, Fourier-Transform Spectrometer Having no Moving Parts // Appl. Opt. 1994. Vol. 33. No. 25. P. 6035-6040.
  7. Kudenov, M.W., Dereniak, E.L. Compact Snapshot Birefringent Imaging Fourier Transform Spectrometer // Proc. Of SPIE. 2010. Vol. 7812. P. 781206-1- 781206-11.
  8. Kwiatkowski, A., Gnyba, M., Smulko, J., and Wierzba, P. Algorithms of Chemical Detection Using Raman Spectra. Metrol. Meas. Syst. 2010. Vol. 17. P. 549-560.
  9. Бойко А. Ю., Голяк Иг.С., Голяк Ил.С., Дворук С.К, Доровских А. М., Есаков А. А., Корниенко В. Н., Косенко Д. В., Кочиков И. В., Морозов А. Н., Светличный С. И., Табалин С. Е. Статический Фурье-спектрометр видимого диапазона // Известия РАН. Энергетика. 2010. № 2. С. 12-21.
  10. Глаголев К. В., Голяк Иг.С., Голяк Ил.С., Есаков А. А., Корниенко В. Н., Кочиков И. В., Морозов А. Н., Светличный С. И., Табалин С. Е. Методика получения и обработки спектральной информации с помощью статического Фурье-спектрометра // Опт. и спектр. 2011. Т. 110. № 3. С. 486-492.
  11. Кочиков И. В., Морозов А. Н., Светличный С. И., Фуфурин И. Л. Распознавание веществ в открытой атмосфере по единичной интерферограмме Фурье-спектрорадиометра // Опт. и спектр. 2009. Т. 106. № 5. С. 743-749.
  12. Green, D.M., Swets, J.A., and David Marvin Green. Signal Detection Theory and Psychophysics. Los Altos: Peninsula Publishing, 1988. 521p.
  13. Васильев В. Н., Гуров И. П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам. Санкт-Петербург: БХВ, 1998. 240 с.
  14. Сойфер В. А. Методы компьютерной обработки изображения, ред. 2-е изд., испр. М.: Физматлит, 2003. 784 с.