导数光谱

摘要： 针对法庭科学领域对物证快速、无损、准确的检验需求,采用红外光谱原始数据和导数数据相结合的光谱数据融合技术对汽车灯罩样本进行分析.对收集的44个汽车灯罩样本采集红外谱图,采用自动基线校正、峰面积归一化、Savitzky-Golay算法平滑对谱图进行预处理,并对处理后的数据进行一阶求导,结合人工神经网络(ANN)算法构建分类模型.在径向基函数神经网络(RBF)模型中,结合主成分分析对光谱原始数据、一阶导数数据和融合的数据进行分类,分类准确率分别为81.2％、84.1％和90.9％;在多层感知器神经网络(MLP)模型中,结合主成分分析对光谱原始数据、一阶导数数据和融合的数据进行分类,分类准确率分别为84.1％、86.4％和97.7％,且在对44个汽车灯罩样本的12种品牌进行分类时,分类准确率也达到97.7％,实验结果理想.结果表明,基于红外光谱原始数据和导数数据相结合的光谱数据融合技术能够实现对汽车灯罩样本的准确分析,且满足快速、无损、准确的检验要求,可以为光谱融合技术在法庭科学领域中物证的检验提供一定参考.

摘要： 以毛竹叶片为研究对象,利用ISI921VF-256野外光谱辐射仪获取毛竹叶片光谱反射率,分析毛竹叶片N、P、K含量和高光谱反射率的相关性,筛选N、P、K的光谱敏感波段与光谱敏感波长.结果 表明,毛竹叶片N、P和K的敏感波段分别为700～850、600～750 nm和450～560 nm波段.毛竹叶片N含量在二阶导数光谱的光谱敏感波长为832 nm;P含量在一阶导数光谱的光谱敏感波长为631 nm;K含量在二阶导数光谱的光谱敏感波长为498 nm.通过毛竹叶片的N、P、K含量与光谱敏感特性的相关性分析,对毛竹叶片重要营养元素的最佳光谱敏感波段研究以及高光谱预测反演具有重要意义.

摘要： 除草剂可以快速、有效地进行除草,已被广泛应用,但是在除草剂使用同时也会对周围环境和农作物带来一定程度的污染,例如农业生产过程中经常发现由于除草剂使用不当而使果树中毒的现象.异丙甲草胺是一种酰胺类选择性除草剂,被广泛应用于旱地作物、蔬菜和果园、苗圃.根据相关文献报道,基于气相色谱法、气相色谱-质谱联用法和固相萃取等方法可以实现异丙甲草胺残留检测,而基于吸收光谱法对异丙甲草胺的分析未见相关文献报道,提出直接利用吸收光谱及其导数光谱分析法实现异丙甲草胺农药及其在苹果汁中的农药残留检测.首先利用分光光度计对不同浓度异丙甲草胺药液进行吸收光谱实验研究,发现在266 nm处有明显吸收光谱特征峰.对农药吸收光谱进行拟合分析,得到异丙甲草胺药液浓度和吸光度之间预测模型函数方程,函数方程为y=2.14709 x+0.03198,相关系数为0.9985.然后利用分光光度计对苹果汁-异丙甲草胺混合溶液进行吸收光谱实验研究,相对于纯苹果汁吸收光谱,在混合溶液吸收光谱中发现266 nm处为异丙甲草胺所对应的特征峰.对苹果汁中药物浓度和吸光度进行建模,模型函数为:y=0.7049+0.8268 x,其相关系数为0.9911.可以看出,当苹果汁中异丙甲草胺残留量很低时,其农药吸收光谱特征峰并不明显.为进一步提高检测效果,对混合溶液吸收光谱进行一阶导数处理,得到其一阶导数吸收光谱.与苹果汁吸收导数光谱相比较,苹果汁-农药混合溶液导数光谱有两个明显特征光谱峰,分别位于269和276 nm处.进一步分析苹果汁-异丙甲草胺混合溶液的导数吸收光谱峰值与农药含量之间的关系,对异丙甲草胺含量与导数光谱吸光度进行函数拟合.其中269 nm对应预测模型函数关系式:y=0.0053-0.0906 x,相关系数r=0.9925;276 nm对应预测模型函数关系式为y=-0.000769-0.3028 x,相关系数r=0.9906.为验证由吸收光谱和其一阶导数光谱所得苹果汁中农药残留预测模型的准确性,另外配置五种浓度苹果汁-异丙甲草胺混合溶液.然后在同等条件下对其进行吸收光谱实验,将266,269和276 nm处的吸光度分别代入对应模型函数可求得浓度预测值,结合已知浓度值可计算其平均回收率,其中吸收光谱266 nm对应平均回收率为104.68％,导数光谱269 nm对应平均回收率为104.59％,276 nm对应平均回收率为105.18％.对苹果汁中异丙甲草胺检测模型进行分析,计算得到检出限(LOD)和定量限(LOQ)参数值,其中原始吸收光谱对应LOD和LOQ分别为0.0148和0.0492 mg·mL-1,一阶导数光谱对应LOD和LOQ最小值分别为0.0015和0.0049 mg·mL-1.研究结果表明,采用吸收光谱方法对苹果汁中异丙甲草胺进行直接检测与分析是快速和可行有效的,而且对吸收光谱进行导数运算处理后,检测效果更优.

摘要： In this study,mid-infrared spectroscopy was used to distinguish Radix scutellariae granule from different manufacturers.The original infrared spectra and derivative spectra of Radix scutellariae granule from six manufacturers were analyzed.The similarity of original spectrum of sample from same manufacturer was very big.The original infrared spectra and the first derivative spectra cannot distinguish different manufacturers,although some peak position,intensity and shape were different.The peak position,intensity,shape of the characteristic absorption peak of the second derivative spectra in 2914-2900,2887,1733,1500,1218-1206,994,763 crn-1 were obvious different.The results showed that using second derivative spectra of sample can successfully identify Radix scutellariae granule of six manufacturers.This method is fast,simple,nondestructive,accurate and green.%运用中红外光谱法鉴别黄芩配方颗粒的不同生产厂家.分析黄芩配方颗粒六个生产厂家的红外光谱图、导数光谱图.同一厂家的黄芩颗粒样品的红外光谱图相似度很大,原始红外光谱图和一阶导数光谱图的部分特征吸收峰其位置、强度、形状上均存在一定差异,但不能区分不同厂家.二阶导数在2914 ～ 2900、2887、1730、1565 ～ 1537、1500、1218 ～ 1206、994、763 cma附近的特征吸收峰其位置、强度、形状上均存在的差异,可以把六个生产厂家同时给鉴别出来.该方法具备快速、简便、无损、准确、绿色的特点.

摘要： 目的 建立快速鉴别地榆及其炮制品地榆炭配方颗粒的红外方法.方法 采用红外光谱结合二阶导数光谱及二维相关光谱法分析地榆及其炮制品配方颗粒的光谱特征.结果 地榆与炮制品配方颗粒的红外光谱基本相似,仅在2 932、1041、918、760 cm-1处位置变化;二阶导数光谱在1 200～1 800 cm-1差异较大,二维相关光谱图差异明显.结论 通过比较地榆及其炮制品红外光谱图、二阶导数光谱图及二维相关光谱图,可以准确、快速鉴别地榆及其炮制品地榆炭配方颗粒.

摘要： 植被景观是我国校园生态环境建设与文化认知的重要组成部分,非成像地物光谱仪得到的植被光谱特征是植被景观分类的重要依据.以云南大学东陆园为例,采用野外光谱仪对针、阔、草三种典型绿色植被和不同颜色植被的反射光谱进行采集和处理,得到六种植被的反射光谱.通过分析三种绿色植被的反射光谱特征、一阶导数光谱和二阶导数光谱,建立了校园植被景观中针、阔、草的区分特征规律.研究结果表明:(1)特征值分别位于反射光谱的红光区(反射率从高到低依次为:草地、阔叶林、针叶林)、一阶导数光谱红边峰值(峰值从高到低次序与反射率相同)和二阶导数的四个特征波段(683 nm—703 nm(二阶导数>0)、724 nm—755 nm(二阶导数0)和760 nm—765 nm(二阶导数<0)),峰值从高到低分别对应草地、阔叶林、针叶林,且二阶导数区分性最好;(2)彩色植被由于花青素差异,红、黄、蓝青三种花在可见光波段对应颜色区域呈现较高的反射率,因此可见光区的反射特征可以用来区分不同色系的彩色植被.

摘要： 探讨了采用近红外光谱定量评价回用纤维角质化程度的可行性。结果表明，对同种原料，其近红外导数光谱的信号与纤维角质化程度存在很好的线性关系。因此，近红外导数光谱法可用于同类原料纤维角质化程度的定量表征;但这种线性关系对于不同类原料纸浆纤维是有差异的。

摘要： 目的:探索不同产区砂仁的鉴别方法.rn 方法:采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测定不同产区砂仁的红外光谱,应用导数光谱对图谱进行转换处理,对比寻求不同产区砂仁的特征差异吸收.rn 结果:不同产区砂仁的红外光谱无明显差异,但经四阶导数光谱变化后于600～750 cm-1、1300～1400cm-1波数处出现明显的特征差异吸收峰,在1000～1300cm-1、1400～1500cm-1、2800～3000cm-1及3500～3800cm-1的波数范围内出现了差异峰.rn 结论:不同产区砂仁的傅里叶变换红外光谱经过导数光谱处理后可出现明显的差异特征,应用该方法能较好地鉴别区分不同产区的砂仁样品.

摘要： AM／AMPD／DMDAAC是一种新型酸液稠化剂，运用FTIR导数光谱，变温光谱对其结构和热性能进行研究，在实际应用方面具有很大的参考价值。

摘要： 本发明公开了一种四次导数结合三样条小波变换分离EDXRF光谱重叠峰方法，其方法步骤如下：第1步，对EDXRF光谱信号进行四次微分处理，使重叠峰的分离度变大；第2步，利用小波变换对四次微分处理过的信号进行多尺度分解，找出重叠峰所在的合适尺度高频离散细节信号；第3步，对高频信号乘以一个大于1的系数进行一定比例的放大；第4步，利用放大后的高频细节信号进行小波反变换重构信号，得到分离的重叠峰。本发明的优点是：此方法能有效的分解分离度较低的重叠峰，且在解决EDXRF光谱的重叠峰现象具有实用性。

摘要： 本发明涉及一种基于惯导数据的高光谱图像获取系统及系统，该系统包括包括：自主移动平台，自主移动平台上设置有全球卫星导航系统接收器、惯性导航系统、高光谱相机和控制器；全球卫星导航系统接收器用于接收GNSS信号；控制器用于根据GNSS信号对惯性导航系统和高光谱相机进行统一授时；高光谱相机用于采集高光谱阵列图像和采集时刻值，惯性导航系统用于采集高光谱阵列图像中心点的相对位置信息和采集时刻值；控制器还用于利用高光谱相机获取的采集时刻值和惯性导航系统获取的采集时刻值，根据各帧高光谱阵列图像中心点的相对位置信息对各帧高光谱阵列图像进行拼接，获得拼接后的高光谱图像。本发明提高了高光谱图像的拼接效率。

摘要： 本发明提供一种用于数字滤波器求取光谱导数的方法，包括步骤1，选取待求导光谱Sp；步骤2，构造卷积传递函数H；步骤3，求取光谱Sp的导数；卷积传递函数H通过以下步骤得到的：设计平滑滤波器的传递函数PF，对PF进行傅里叶逆变换得到数组H0，由数组H0得到卷积传递函数H；所述求取光谱Sp的导数包括直接计算H与光谱数据Sp卷积，经过选择性切除后得到的0阶结果；和用H差分替代求导，获得各阶差分结果，计算其与Sp的卷积，经过选择性切除后得到Sp的n阶导数结果。本发明可计算出容易清楚辨识的各阶导数谱；使用本发明方法得到的导数谱图，可获得更为清晰、确定的信息，对于谱图的识别、辨识和深入解析，具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种四次导数结合三样条小波变换分离EDXRF光谱重叠峰方法，其方法步骤如下：第1步，对EDXRF光谱信号进行四次微分处理，使重叠峰的分离度变大；第2步，利用小波变换对四次微分处理过的信号进行多尺度分解，找出重叠峰所在的合适尺度高频离散细节信号；第3步，对高频信号乘以一个大于1的系数进行一定比例的放大；第4步，利用放大后的高频细节信号进行小波反变换重构信号，得到分离的重叠峰。本发明的优点是：此方法能有效的分解分离度较低的重叠峰，且在解决EDXRF光谱的重叠峰现象具有实用性。

摘要： 提供了一种用于在解析输入光信号(380)的光谱分量(328)中获得2nm或更小的可调谐分辨率的导数光谱学系统(300)，以基于解析的光谱分量(328)估计输入光信号(380)的导数光谱。在该导数光谱学系统(300)中，第一色散元件结构(310)将输入光信号(380)光谱分解成子带信号(318)。第二色散元件结构(320)接收部分或全部的子带信号(318)，并将接收到的子带信号(318)光谱分解成多个光谱分量(328)。使用具有温度变化折射率的材料来构建第二色散元件结构(320)，使得在改变第二色散元件结构(320)的温度时每个光谱分量(328)的中心波长移位小至2nm或更小。通过获得在中心波长移位为2nm或更小的三个不同的预定温度下获得的三个光谱分量组，可以高精度地获得一阶和二阶导数光谱。

摘要： 本发明公开了基于导数光谱和三次平滑的拉曼光谱尖峰去除方法和系统，所述方法包括：对变压器油的拉曼光谱进行求导获得其导数光谱以识别尖峰，利用导数光谱尖峰特征点拟合三次平滑曲线以剔除并填补拉曼光谱尖峰区域。本发明能够有效识别并去除变压器油拉曼光谱数据中由于宇宙射线造成的尖峰，减少高能宇宙射线对变压器油拉曼光谱信号的干扰，突出待测信号的特征性，确保光谱数据的光滑性，提高原始光谱信号的信噪比，能有效提高光谱数据的分析准确度；本发明简便快速、所需计算量较小，可避免计算过程中算法本身的误差引入。

摘要： 本发明公开了一种石粉对聚羧酸减水剂吸附量的UV导数光谱定量分析方法，特点是包括以下步骤：（1）利用紫外可见分光光度计建立标准溶液的吸收光谱曲线；（2）对吸收光谱曲线进行二阶导数处理，提取PCs的羧酸紫外特征峰；（3）以石粉与去离子水体系为参比，对光谱曲线进行空白调零处理后采集特征峰处溶液吸光度A，采用数据统计的方法拟合出吸光度A与PCs浓度C的关系式，作为工作曲线，并提取工作曲线斜率特征参数；（4）根据朗格比尔定律A=KC，利用加石粉前后滤液吸光度值的变化，确定PCs浓度的变化，由此得到石粉对不同侧链长度PCs吸附量，优点是操作简单，分析过程快速、准确、便宜且无需显色处理。

摘要： 提供了一种用于在解析输入光信号(380)的光谱分量(328)中获得2nm或更小的可调谐分辨率的导数光谱学系统(300)，以基于解析的光谱分量(328)估计输入光信号(380)的导数光谱。在该导数光谱学系统(300)中，第一色散元件结构(310)将输入光信号(380)光谱分解成子带信号(318)。第二色散元件结构(320)接收部分或全部的子带信号(318)，并将接收到的子带信号(318)光谱分解成多个光谱分量(328)。使用具有温度变化折射率的材料来构建第二色散元件结构(320)，使得在改变第二色散元件结构(320)的温度时每个光谱分量(328)的中心波长移位小至2nm或更小。通过获得在中心波长移位为2nm或更小的三个不同的预定温度下获得的三个光谱分量组，可以高精度地获得一阶和二阶导数光谱。

摘要： 本发明涉及光谱装置，其包括用于接收样本的分析区域(2)；至少一个发光二极管(3)，其布置为向分析区域(2)发射具有在工作波长间隔内的发光强度光谱轮廓的光束(4)；部件(5)，其用于随时间改变由所述二极管(3)在所述二极管的工作波长间隔内发射的发光强度光谱轮廓；检测器(6、8、9)，其布置为在由所述二极管(3)发射的发光强度光谱轮廓随时间变化期间，接收由所述二极管(3)发射并且已经与分析区域(2)相交的光束(4)，并且提供对由所述二极管(3)发射并且由检测器接收的光束的检测信号(A′)，所述检测信号是以取决于表示所述发光二级管的发光强度光谱轮廓的至少一个特征的信号的形式。本申请涉及导数光谱法。

摘要： 本发明提供了一种基于导数光谱法的轻度虫害叶片的叶脉识别方法，包括：对原高光谱图像求一阶导数光谱，获得680nm处的一阶导数光谱图像，对该一阶导数光谱图像进行叶脉提取运算，得到第一叶脉图像；取原高光谱图像中640nm、550nm、460nm处单波段图像组成RGB图像，再将该RGB图像转换到HSI空间得到HSI图像，对HSI图像中的H分量进行叶脉提取运算，得到第二叶脉图像；将第一叶脉图像和第二叶脉图像进行融合，得到识别后的叶脉图像。与现有技术相比，本发明对原高光谱图像分别进行一阶导数变换和HSI彩色空间变换，再进行叶脉提取运算，能够对轻度虫害叶片进行叶脉识别，识别的叶脉图像较为清晰。