基于卷积型小波包变换的谱线自动提取方法.pdf

第 2 6 卷 , 第2 期 　 　　　　　　　　　　　光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol 26 ,No2 ,pp 372376 2 0 0 6 年 2 月 　　　　　　　　　　　 　Sp ect ro scop y and Sp ect ral Analy si s February , 2006 　 基于卷积型小波包变换的谱线自动提取方法 1 1 2 2 刘中田 , 吴福朝 , 罗阿里 , 赵永恒 1. 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室 , 北京 　100080 2 . 中国科学院国家天文台 , 北京 　1000 12 摘 　要 　天体光谱中的谱线包含重要的天体物理信息 。文章提出一种基于卷积型小波包变换的谱线 自动提 ( ) ( ) 取方法 。该方法由以下主要步骤组成 : 1 将观测光谱进行 4 层卷积型小波包变换 ; 2 对第四层小波包系 数 , 采用区域相关算法以及阈值处理方法进行噪声处理 ; (3) 选择中高频小波包系数进行谱线特征重构 ; (4) 根据重构后的谱线特征 , 利用谱线搜索方法 , 在观测光谱中提取谱线 。作者在实验中用恒星 、正常星系和活 动星系光谱进行谱线提取测试 , 结果表明该方法具有对噪声鲁棒和谱线提取准确等特点 。用该方法提取 ( ) sloan digit al sky survey SD SS 光谱中的谱线后 , 计算了红移并与 SD SS 给出的红移进行了对比 , 实验结果间 接验证了该方法提取谱线的有效性 。 主题词 　卷积型小波包 ; 区域相关算法 ; 天体光谱 ; 谱线提取 中图分类号 : TN 9 117 　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : (2006) 对于既含吸收线又含发射线的光谱 , 不能同时提取出两种谱 引　言 线 。另外由于该方法直接对光谱的一阶小波变换的高频系数 进行零交叉点搜索 , 这一搜索算法比较容易受噪声干扰 , 因 　　谱线提取在光谱分析中起着非常重要的作用[ 1] , 作为一 此不适合低信噪比光谱的谱线提取 。 种预处理手段 , 对基于谱线的光谱分类有着直接的影响 。以 本文研究了一种基于卷积型小波包变换的谱线自动提取 往的谱线提取方法多是以人工参与的半交互方式进行的 , 常 方法 。本文的主要特点有 : 在小波包域内结合了区域相关算 用的天文软件如 M ID S , FI GA RO 和 IRA F 都是如此 。这些 法和阈值处理方法进行噪声处理 ; 选择相应的小波包系数进 处理方法需要借助专家知识来标定谱线的位置 , 既费时也费 行谱线特征重构 ; 根据重构后的谱线特征 , 利用谱线搜索方 力 。目前我国正在建造的大天区面积多目标光纤光谱望远镜 法 , 在观测光谱中提取谱线 。与小波变换零交叉点方法相 (简称 L A MO ST) , 建成后每个观测夜可以得到 2 万～4 万条 比, 本文方法利用小波包频带细化的特点 , 在小波包域内进 天体光谱 , 面对如此巨大的海量数据 , 采用 自动的光谱分析 行信噪分离 , 有效地减小了噪声对谱线提取的影响 。另外本 方法已成为必然的选择[ 1]