【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光谱仪光谱响应函数定标方法，具体涉及一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法。
技术介绍
1、准确测量光谱仪器的光谱响应函数可用于星载光谱遥感器高精度交叉定标和光谱仪器自身光谱信号的复原，解决交叉定标中不同载荷光谱响应特性差异以及光谱分辨率不足导致的光谱信号混叠等难题。目前，主要采用直接计算法和测量法来获取仪器的光谱响应函数，计算法通过获得仪器的设计参数并利用光学色散方程来求解光谱响应函数的近似解，但受系统中各种误差影响，计算得到的结果往往和实际值存在较大偏差；测量法则使用一些能产生窄线宽光谱的光源作为输入光源，直接测量得到光谱冲击响应曲线并通过曲线拟合法获取光谱响应函数，受窄线宽光谱光源能量大小、稳定性影响较大；目前尚没有一种既能修正光谱仪光学系统中各种误差影响又能不受宽光谱光源稳定性影响的光谱响应函数定标方法。因此，研发一套完整的可结合直接计算法和测量法优势的光谱响应函数定标方法，仍是光谱仪光谱响应函数定标方法
中急需解决的关键问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，使用光谱仪的设计参数建立光谱响应函数理论模型，确定待优化模型参数，采用贝叶斯优化方法结合测量高光谱分辨率、低光谱分辨率光谱数据对模型参数进行优化，得到精确的光谱响应函数曲线，满足星载光谱遥感器高精度交叉定标和光谱仪自身光谱信号复原对光谱响应函数的准确定标需求。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、步骤1：采用高光谱分辨率参考光谱仪测量光源光谱，得到光谱数据集hspectrum；
5、步骤2：采用低光谱分辨率待定标光谱仪测量同一光源光谱，得到光谱数据集lspectrum；
6、步骤3：采用高斯函数作为待定标光谱仪的光谱响应函数模型，确定待优化的模型参数为光谱分辨率fwhm和光谱响应函数中心波长λc；
7、步骤4：随机选择参数初始值fwhm1和光谱响应函数中心波长λc,1；
8、步骤5：采用光谱响应函数模型计算光谱响应函数值，结合待定标光谱仪的测量模型计算目标函数返回值；
9、步骤6：采用已有评估参数数据集更新贝叶斯优化概率代理模型，并采用贝叶斯优化采集函数采集下一组评估参数fwhmi和光谱响应函数中心波长λc,i，其中i迭代优化次数；
10、步骤7：判断是否达到迭代次数，若未达到迭代次数则重复步骤5、步骤6；
11、步骤8：输出最优参数值，采用光谱响应函数模型计算光谱响应函数值。
12、进一步地，所述步骤3中，所述光谱响应函数模型为：
13、
14、其中，rsrf为光谱响应函数，λ表示光谱响应波长，为标准差，λc为光谱响应函数中心波长。
15、进一步地，所述步骤5中，所述待定标光谱仪的测量模型为：
16、
17、其中，*表示卷积运算，i表示迭代次数。
18、进一步地，所述步骤5中，所述目标函数返回值为：
19、
20、其中，j为离散化光谱数据点序号，n为总的离散化光谱数据点数，λj表示第j个数据的波长。
21、进一步地，所述步骤6中，所述贝叶斯优化概率代理模型为：
22、
23、其中，w表示概率代理模型中的参数，d1:t表示已观测数据集合，p(w|d1:t)表示经过观测数据d1:t修正后w的后验概率分布，p(d1:t|w)为在参数w条件下观测数据的似然分布，p(w)为w的先验概率分布，p(d1:t)为边际化w的边际似然分布。
24、进一步地，所述步骤6中，所述贝叶斯优化采集函数为：
25、
26、其中，xt+1为下一个评估点，t为已观测数据集大小，χ为输入空间，x为输入空间内评估点，φ(·)为标准正态分布累积密度函数，v*表示当前最优函数值，μt(x)为函数值的均值，σt(x)为函数值的标准差。
27、本专利技术的有益效果：
28、本专利技术采用高斯函数对光谱响应函数进行建模，利用贝叶斯优化方法并结合实测光谱数据，得到计算光谱响应函数所需的各种参数值，满足了星载光谱遥感器高精度交叉定标和光谱仪器自身光谱信号复原对光谱响应函数的准确定标需求。
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1.一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤3中，所述光谱响应函数模型为：
3.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤5中，所述待定标光谱仪的测量模型为：
4.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤5中，所述目标函数返回值为：
5.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤6中，所述贝叶斯优化概率代理模型为：
6.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤6中，所述贝叶斯优化采集函数为：
【技术特征摘要】
1.一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤3中，所述光谱响应函数模型为：
3.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化的光谱响应函数定标方法，其特征在于，所述步骤5中，所述待定标光谱仪的测量模型为：
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁建文，郑小兵，翟文超，夏茂鹏，邹鹏，闫静，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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