红外光谱特征提取及目标聚类方法
2021-02-11孙鹤鹏席剑辉张鹏帆
沈阳航空航天大学学报 2021年6期
陈 博,孙鹤鹏,席剑辉,张鹏帆
(沈阳航空航天大学 自动化学院,沈阳 110136)
基于分子的振动和转动理论,红外光谱能够反映分子的微观结构和状态,被广泛应用于成分分析和结构测定等[1]。红外光谱适用性较强,可以检测固态、液态或气态样品,同时,对于无机、有机、高分子化合物均可检测。因此红外光谱在高聚物的定性定量分析[2]、农业、制药、遥感、生物、医学等领域都有广泛的应用。红外光谱分析可以迅速、无损、高精度地检测物品,通过对已知目标红外光谱吸收峰的位置、强度和形状的分析,可以构建该目标特征,从而确定目标红外光谱特征。随着计算机技术的发展,红外光谱分析技术得到了进一步发展和应用。
20世纪80年代以来,随着红外光谱采集技术和计算机处理技术的发展,红外光谱在农业[3]和林业[4]中被广泛应用,Sankaran等[5]使用逐步判别分析和逐步回归分析的方法利用红外光谱技术判别柑橘叶子是否病变。Lang等[6]利用近红外光谱辨别植物不同发育阶段,为植物多样性高的地区开展各种生态研究提供了可能性。在遥感领域,Wei等[7]利用光谱遥感技术进行地物识别的应用与分类。光谱遥感数据被有效利用于遥感影像分割[8]与分类[9]中。在医疗领域红外光谱也发挥了许多作用,Kobrina等[10]通过红外光谱聚类分析区分完好和修复的关节软骨。
红外光谱数据的聚类问题是红外光谱分析领域的重要问题,陈林杰等[11]提出了基于红外光谱指纹图谱研究鉴别不同品种的桑黄,利用多点基线校正等方法对原始光谱建立指纹图谱共有模式,然后利用主成分分析和载荷因子分析鉴别不同产地的桑黄,发现各类产地桑黄有明显的地域性聚集。……
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