臺灣博碩士論文加值系統

光譜的量測很容易受到雜訊影響，所以當訊號有微小的變化時，可能會被誤判為雜訊，因此必須先將雜訊濾除，然後計算出光譜量測時的靈敏度(sensitivity)，如此才能得到最準確的光譜訊號，但光譜量測的靈敏度並非一固定值，根據不同的外在因素，靈敏度會有不同的變化，且在不同的光譜波段靈敏度也各不相同，所以本論文先利用Savitzky Golay演算法消除光譜雜訊，再利用Histogram分析均方誤差(root mean square error)及訊雜比(signal-to-noise ratio)，最後利用反射光譜分析法計算出光譜量測的靈敏度，進而找出最佳的光譜量測範圍。由實驗結果可知以白光LED做為反射光源，受到白光LED波長的影響，最佳的量測範圍都集中在550 nm到700 nm，靈敏度的高低根據待測物的反射光譜而有所不同，實驗測得靈敏度較高黃色色卡的最高可達8.65×106，而靈敏度較低的藍色色卡的最高也有7.56×105。

Spectrum measurements are susceptible to noise. When the signal changes are small, these small variations may be mistaken for noise. In order to get the accurate spectrum signal, it is essential to filter the noise first and calculate the sensitivity of spectrum measurements. However, the sensitivity of spectrum measurements are not a fixed value. The sensitivity in different spectral bands are different. This study eliminates spectral noise by using Savitzky Golay algorithm, and analyzes the root mean square error and signal-to-noise ratio by using Histogram. To calculate the spectral sensitivity, this study use reflection spectrum measurements, and then find the best spectral measurement range. From the experimental results, the best spectral measurement is in the wavelength range from 550 nm to 700 nm. The measured sensitivity for yellow color reaches 8.65×106, while the measured sensitivity for blue color reaches 7.56×105.

致謝 I
中文摘要 II
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XIII
第一章 序論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 1
1.3本文架構 2
第二章 基本理論 3
2.1光學頻譜理論 3
2.1.1光譜的分類 4
2.1.2光譜分析 6
2.2光柵原理介紹 7
2.2.1光柵的種類 7
2.2.2光柵方程式 8
2.3光譜儀工作原理 9
2.3.1光譜儀的種類 10
2.4 LED原理介紹 11
2.3.1 LED發光原理 12
2.5雜訊濾除 15
2.5.1電子雜訊 15
2.5.2訊雜比 17
2.5.3 Savitzky Golay平滑濾波器 18
第三章 系統架構 27
3.1微型光譜儀 27
3.1.1微型光譜儀內部結構 27
3.1.2微型光譜儀量測架 34
3.2程式介紹 37
3.3 PANTONE色卡 39
第四章 實驗設計 41
4.1基線漂移校正 41
4.2 Savitzky Golay平滑濾波器最佳參數選取 44
4.3 Histogram分析RMSE與SNR 51
4.4反射光譜分析法 51
4.5靈敏度計算 53
4.6實驗流程 54
第五章 實驗結果 55
5.1白色色卡分析 55
5.2黃色色卡分析 62
5.3紅色色卡分析 74
5.4綠色色卡分析 86
5.5藍色色卡分析 98
第六章 實驗結果探討與結論 110
6.1實驗結果探討 110
6.2結論 115
第七章 未來展望 116
參考文獻 117

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