特征光谱

摘要： 该文通过实验模拟六氟化硫(SF_(6))气体绝缘电气设备的三种常见放电缺陷(电晕放电、火花放电以及沿面放电),并采用光谱仪检测上述放电缺陷下的200~1037nm波段范围内的发射光谱。结果表明,电晕放电的发射光谱主要由带状光谱(OH自由基谱带,SF_(6)和SF_(x)分子谱带)和微弱的F原子线状谱组成;火花放电的发射光谱在电晕放电的基础上新增了硫原子、硫离子和氟离子的线状光谱;沿面放电的发射光谱与火花放电的轮廓相似,但由于沿面故障模拟模型中引入了铜元素,因此发射光谱中出现了铜原子和铜离子的线状谱。最后,根据电晕放电、火花放电和沿面放电的光谱特性差异,定义了两个特征物理量:I_(ratio)和|I′_(nor)(323.371nm)|,设计相应的放电识别算法。该算法的正确率为94.33%,可有效地识别实验中的SF_(6)放电缺陷。

摘要： 介绍了在高中物理课堂中钠原子吸收谱的观察方法.利用白炽灯作为背景光源,"饱和氯化钠酒精溶液"作为样品池,分光计提供测量平台,光栅作为分光原件,经过适当调节,即可较好地进行钠元素吸收谱的观察.

摘要： 以机载高光谱为数据源,对研究区土壤光谱分别进行去除包络线(CR)、倒数(IR)、对数(LR)、一阶导数(FDR)、二阶导数(SDR)、倒数&一阶导数(IFDR)、对数&一阶导数(LFDR)、倒数&对数(ILR)变换,并分别构建归一化光谱指数(NDSI)(分别相应记为NDSI-CR、NDSI-IR、NDSI-LR、NDSI-FDR、NDSI-SDR、ND-SI-IFDR、NDSI-LFDR、NDSI-ILR).对NDSI与胡敏酸含量的相关性进行分析,筛选出特征光谱,利用多元线性回归(MLR)、偏最小二乘(PLSR)、反向神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)方法构建模型,以决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、相对分析误差(RPD)为评价指标,筛选最佳建模方法,用于田间尺度胡敏酸含量的高效估算.结果表明:NDSI-FDR、NDSI-SDR、NDSI-IFDR、NDSI-LFDR与胡敏酸含量的相关性更高.在396～1000 nm,有3处与胡敏酸含量敏感的波段密集区域,分别位于480～550 nm与510～570 nm组合处、730～790 nm与740～800 nm组合处、880～930 nm与880～930 nm组合处.基于NDSI-LFDR建立的BPNN模型,建模集和验证集上的R2分别为0.916、0.805,RMSE分别为0.799、1.107,RPD值为2.189,可满足田间尺度胡敏酸含量估算的精度要求.

摘要： 为提高生鲜羊肉储存期内(4,8和20°C环境)挥发性盐基氮(TVB-N)的近红外光谱(NIR)检测的稳定性和准确性,选取特征光谱和预测模型是关键步骤.以121个羊肉样品为实验对象,采集生鲜羊肉680～2600 nm波段的近红外光谱.以多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)等散射校正方法,Savitzky-Go-lay卷积平滑(SGS)、移动平均平滑(MAS)等平滑处理方法,以及归一化(Normalization)、中心化(Center-ing)、标准化(Autoscaling)等尺度缩放方法分别预处理光谱数据后建立偏最小二乘法(PLS)预测模型.比较发现SGS处理的光谱建模效果最好.利用蒙特卡洛采样(MCS)法及马氏距离法(MD)消除了羊肉光谱的5个异常数据.运用光谱-理化值共生距离(SPXY)算法划分总样本的75％(87个)为校正集样本,剩余29个为验证集样本,利用竞争性自适应重加权法(CARS)、无信息变量消除法(UVE)、改进的无信息变量消除法(IUVE)和连续投影算法(SPA)提取特征光谱得到的波长个数分别为14,713,144和15.将全光谱和4种方法提取的特征波长作为输入变量建立预测模型,CARS提取的波长所建立模型的性能优于UVE、IUVE和SPA提取的波长所建立模型的性能,表明CARS方法可以有效简化输入变量并提高预测模型的性能.改进后得到的IUVE法相比于UVE法,筛选出的波长数更少且模型性能有所提升.以提取的特征波长建立PLS,支持向量机(SVM)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测模型,SVM模型得到最优的校正集预测结果,其中CARS-SVM预测模型的校正决定系数(R2C)和校正均方根误差(RMSEC)分别为0.9391和1.4267,最优的验证集预测效果为LS-SVM预测模型得到,其中IUVE-LS-SVM预测模型的验证决定系数(R2V)和验证均方根误差(RMSEV)分别为0.8568和1.8862.基于近红外特征光谱建立简化、优化的生鲜羊肉储存期T VB-N预测模型,为实现快速无损检测生鲜羊肉中的T VB-N浓度提供技术支持.

摘要： 目的:为解决战场环境中身着迷彩服伤员难以被快速发现的问题,提出一种无人机搭载多光谱相机的地面伤员识别技术.方法:使用ATP9100地物光谱仪采集草地和林地迷彩服的光谱强度和反射率数据,提取曲线特征选取特征谱段,根据该特征谱段选定MS600型通用多光谱相机搭载至大疆M100四旋翼无人机,采集草地环境下林地迷彩服多光谱图像,经图像配准、图像拼接、辐射定标后,根据光谱指数和纹理特征构建决策树进行目标识别.结果:多光谱可识别草地环境下的林地迷彩服,识别率为80％±6％.结论:无人机搭载多光谱相机的地面伤员识别技术可有效识别出草地环境中的林地迷彩服目标,弥补了战场环境下可见光和红外热成像技术的不足,为战场环境伪装状态下的伤员识别奠定了实验基础.

摘要： 随着医学技术的蓬勃发展,质谱技术在医学中的应用越加广泛,质谱技术能够通过样品中离子产生的质量图谱对于其分子构成进行分析,广泛用于临床中细菌的快速鉴定中。在生物学中常用MALDI-TOF质谱仪对于革兰氏阴性菌种与阳性菌种进行鉴定,通过质谱法对于微生物进行鉴定是基于不同物种不同的特征光谱来进行区别的。本文通过对近年来相关文献的查阅,介绍了临床基于该技术的应用与样品的制备,简述了微生物检测分类,分析了该技术进行微生物检测的局限性,阐述了在细菌鉴定方面所可能遇见的挑战与应用情况,并就其日后的发展进行展望。

摘要： 随着医学技术的蓬勃发展,质谱技术在医学中的应用越加广泛,质谱技术能够通过样品中离子产生的质量图谱对于其分子构成进行分析,广泛用于临床中细菌的快速鉴定中.在生物学中常用MALDI-TOF质谱仪对于革兰氏阴性菌种与阳性菌种进行鉴定,通过质谱法对于微生物进行鉴定是基于不同物种不同的特征光谱来进行区别的.本文通过对近年来相关文献的查阅,介绍了临床基于该技术的应用与样品的制备,简述了微生物检测分类,分析了该技术进行微生物检测的局限性,阐述了在细菌鉴定方面所可能遇见的挑战与应用情况,并就其日后的发展进行展望.

摘要： 介绍了高中物理课堂中碘分子吸收谱的观察方法。利用分光计提供测量平台,光栅作为分光原件,"碘升华管"作为样品池,小酒精灯作为加热源,即可较好的进行吸收谱的观察。同时,对吸收谱线的波长、能级差进行了粗略的测量,与精确的实验值相接近,说明了本观测方法的正确性。

摘要： 一束高能脉冲激光,聚焦,“啪”的一声打在待检测的样品上。因为过高的瞬时功率和能量,样品表面立马出现烧灼,一小团等离子体以“特征光谱”的形式被记录下来,经过分析、比对,待测物质的本来面目就浮出水面。这就是清华大学能源与动力工程系热能动力仿真与控制研究所助理研究员侯宗余开展的激光诱导击穿光谱技术(以下简称LIBS)研究。

摘要： 本文运用气泡动力学方程和物态方程得到发光气泡内部的温度和压强值.同时结合特征光谱的展宽机制,从理论上计算了特定的温度和压强值对应的多普勒展宽和碰撞展宽.通过分析两种展宽随气泡半径的的变化关系,揭示了适用于声致发光特征光谱的展宽源,为气泡动力学模型和光谱展宽模型的相互验证提供了一种思路.

摘要： 本文对多泡声致发光Na原子特征光谱的展宽和频移进行测量,并讨论其参数相关性.得到实验总展宽值为0.47nm～0.51nm,频移值为0.20nm～0.23nm.对发射光谱采用反卷积法分离出总的高斯展宽值为0.16nm,总的洛伦兹展宽值为0.46nm～0.48nm。

摘要： 非挥发性的金属原子,比如碱金属Na原子,由于其D双线的激发能低,光谱强度大,常被用来选做光谱分析线.Sehgal等最先通过测量碱金属水溶液中Na原子和K原子特征光谱的展宽,获得了空化泡内部的温度和压强值.他们认为特征光谱的这种展宽效应来自于空化泡内部碱金属原子和氩气分子混合物被剧烈压缩所致.Suslick研究小组对此提出异议,他们通过比较溶液的饱和蒸气压和溶解稀有气体种类对特征光谱展宽的影响,认为光谱展宽是空化泡内部的高能自由基团扩散到溶液当中并和周围的碱金属离子相互作用造成的.可见，空化本质上是气泡的运动引起的，其发光机理都是和高温、高压以及高密度的极端条件联系在一起。气泡在不断生成的过程中，会把周围的溶液卷入空化泡内部形成液滴，液滴在空化泡内部被加热激发而辐射出一些特征光谱。只有在空化泡内部的气相区域，特征光谱的展宽效应才会对外部驱动声压敏感。极高的温度和压力把大量的离子或原子激发到更高的能级状态，结果使特征光谱平滑了，最后只剩下一条连续光谱。气泡暗时对应的内部温度低，特征光谱贡献大，气泡亮时，连续光谱贡献大，对应的内部温度高。

摘要： 声致发光是一种将声能转化为光能的复杂的物理化学过程.大量在空间和时间都随机、不稳定的声致发光是多泡声致发光.而空间上固定,时间上具有周期性的是单泡声致发光.一直以来,只在多泡声致发光中发现了明显的谱线,所以认为多泡声致发光和单泡声致发光出于不同的机制.但是D.J.Flannigan和K.S.Suslick以85﹪的浓硫酸为单泡声致发光的工作液体,观测到了明显的Ar原子谱线.根据原子发光理论可以很好地解释Ar原子谱线.本文试图对不同温度下Ne,Kr,Xe原子气泡的单泡声致发光特征谱线进行了理论计算,期待实验的验证.

摘要： 计算机层析技术已经在工业与医学检验领域取得了巨大成熟,但它们所涉及的都是比较小的空间,源与接收器的安排都不是问题;但在大气环境监测下所面临的是巨大空间,这在工程上将如何实现呢?强激光的出现为我们解决了源的问题;与之配套的光接收技术也日趋成熟;大气窗口和污染源特征光谱的理论与实验研究也卓有成效,为识别它们提供了极好条件.问题是如何把它们组合起来,对大气环境数据进行采集,如何处理.空间角反射器或空间角反射器组与强激光的配合使我们有可能复盖巨大空间;平台的匀速飞行与程序控制使人们行以获取空间数据之路积分;再用Kaczmarz法叠代对空间数据进行重构,从而得到三维的大气环境数据.为表明本方法之可行性,我们进行了计算机模拟,结果相当理想.

摘要： 光谱分析广泛地应用于宝石鉴定领域,但目前所使用的光谱鉴定仪器不利于光谱鉴定的微型化,因此利用微型光纤光谱仪作为分光检测装置进行宝石的光谱测量,可作为一种便携的光谱检测手段,将成为未来的发展方向.采用荷兰爱万提斯公司产微型光纤光谱仪和复合光源配合使用的方式,对合成红宝石、蓝宝石、黄晶、紫晶、翡翠、云母样品进行谱线分析,并总结其特征谱线用于宝石的定性鉴别.实验表明,微型光纤光谱仪可运用于宝石紫外—可见吸收光谱测量,能实现在线光谱检测,具有一定的应用前景.

摘要： 光谱分析广泛地应用于宝石鉴定领域,但目前所使用的光谱鉴定仪器不利于光谱鉴定的微型化,因此利用微型光纤光谱仪作为分光检测装置进行宝石的光谱测量,可作为一种便携的光谱检测手段,将成为未来的发展方向.采用荷兰爱万提斯公司产微型光纤光谱仪和复合光源配合使用的方式,对合成红宝石、蓝宝石、黄晶、紫晶、翡翠、云母样品进行谱线分析,并总结其特征谱线用于宝石的定性鉴别.实验表明,微型光纤光谱仪可运用于宝石紫外—可见吸收光谱测量,能实现在线光谱检测,具有一定的应用前景.

摘要： 光谱分析广泛地应用于宝石鉴定领域,但目前所使用的光谱鉴定仪器不利于光谱鉴定的微型化,因此利用微型光纤光谱仪作为分光检测装置进行宝石的光谱测量,可作为一种便携的光谱检测手段,将成为未来的发展方向.采用荷兰爱万提斯公司产微型光纤光谱仪和复合光源配合使用的方式,对合成红宝石、蓝宝石、黄晶、紫晶、翡翠、云母样品进行谱线分析,并总结其特征谱线用于宝石的定性鉴别.实验表明,微型光纤光谱仪可运用于宝石紫外—可见吸收光谱测量,能实现在线光谱检测,具有一定的应用前景.

摘要： 光谱分析广泛地应用于宝石鉴定领域,但目前所使用的光谱鉴定仪器不利于光谱鉴定的微型化,因此利用微型光纤光谱仪作为分光检测装置进行宝石的光谱测量,可作为一种便携的光谱检测手段,将成为未来的发展方向.采用荷兰爱万提斯公司产微型光纤光谱仪和复合光源配合使用的方式,对合成红宝石、蓝宝石、黄晶、紫晶、翡翠、云母样品进行谱线分析,并总结其特征谱线用于宝石的定性鉴别.实验表明,微型光纤光谱仪可运用于宝石紫外—可见吸收光谱测量,能实现在线光谱检测,具有一定的应用前景.

摘要： 本发明公开了一种基于室内标样高光谱特征的土壤重金属Cd含量反演建模及其光谱响应特征波段识别方法，首先人为设计不同Cd污染含量下的标准土壤样本，利用土壤背景样本实验室添加污染物制作Cd污染标样，并分析其理化性质，获得土壤标样室内光谱及重金属Cd含量数据；然后，采用光谱重采样—标准正态变换(SNV)—一阶/二阶微分—背景样比值系列光谱变换方法实现光谱数据的预处理，同时采用描述性统计分析土壤重金属Cd含量；最后，采用偏最小二乘回归方法构建土壤重金属Cd含量反演模型，基于模型提取光谱响应特征波段。这是当前在土壤采样成本高，效率低，难以满足大范围、快速实现土壤重金属含量反演条件下，发明的一种可准确、高效估算土壤重金属Cd含量的方法。

摘要： 一种基于光谱特征空间权化的光谱特征指数提取方法，含以下步骤：一、读入高光谱分辨率图像数据；二、根据应用需求及地物之间可分性，确定组成原始光谱特征空间的光谱特征；三、初始化感兴趣类别各个光谱特征权重；四、构建感兴趣类别的类内离散度矩阵和类间离散度矩阵；五、计算得到光谱特征空间权化的感兴趣类别特征空间变换矩阵，构建光谱特征空间权化的适应度函数；六、采用基于速度压缩的进化策略，计算步骤五的适应度函数值，更新感兴趣类别各个光谱特征权重；七、进行迭代终止条件判断，若满足则获得最终感兴趣类别各个光谱特征权重，若不满足返回步骤五；八、利用步骤七得到的优化后感兴趣类别各个光谱特征权重，进行光谱特征指数的提取。

摘要： 本发明提供一种高光谱仪的光谱特征获取方法及系统，所述方法包括：图像采集控制模块向高光谱仪传感器发送预设曝光时间和预设图像传输帧率，以及向旋转平台发送预设旋转速度与预设旋转角度；所述旋转平台按照所述预设旋转速度与所述预设旋转角度携带所述所述高光谱仪传感器进行旋转；所述高光谱仪传感器旋转时按照所述预设曝光时间通过光扫描采集目标物体的图像数据，并采用所述预设图像传输帧率向图像数据处理模块发送采集到的图像数据；所述图像数据处理模块对接收到的图像数据进行图像处理以生成光谱特征。上述方法能够降低获取光谱特征的难度。

摘要： 本发明提供的一种高光谱图像特征提取方法，包括以下步骤：采样，获取像素点类别中心；度量空间像素点的相似性，为每个像素点找到最接近的样本中心点；构建像素点轨迹矩阵；构建样本中心轨迹矩阵；将样本中心轨迹矩阵进行分解，得到特征值和相应的特征向量；对特征值和对应的特征向量进行筛选；将筛选得到的特征值和特征向量进行重构，得到轨迹矩阵，构建转换矩阵；将转换矩阵乘以像素点轨迹矩阵，获得重构的轨迹矩阵；根据重构的轨迹矩阵的序列关系，得到新的高光谱图像。本发明提供的一种高光谱图像特征提取方法，结合空间信息对高光谱图像进行特征提取，使得新的图像特征在类别内差异小，在类别间差异大，有利于图像的分类，提高分类的精度。

摘要： 本发明涉及一种基于高光谱图像空间特征和光谱特征融合的固废识别方法，通过数据预处理、特征提取、特征识别、融合识别，获得最终识别结果。本发明可以在线自动识别固废中存在的大部分材料，包括有机物和无机物，以及各种颜色的材料。本发明所述的识别方法结合了多种特征并经过试验选择了对应特征较优的识别模型，获得的结果可以相互弥补，利用融合识别模块可以平衡利用各个识别结果。最终获得的种类综合考虑了多种特征和算法，结果稳定，正确率高。

摘要： 本发明公开了一种基于室内标样高光谱特征的土壤重金属Cd含量反演建模及其光谱响应特征波段识别方法，首先人为设计不同Cd污染含量下的标准土壤样本，利用土壤背景样本实验室添加污染物制作Cd污染标样，并分析其理化性质，获得土壤标样室内光谱及重金属Cd含量数据；然后，采用光谱重采样—标准正态变换(SNV)—一阶/二阶微分—背景样比值系列光谱变换方法实现光谱数据的预处理，同时采用描述性统计分析土壤重金属Cd含量；最后，采用偏最小二乘回归方法构建土壤重金属Cd含量反演模型，基于模型提取光谱响应特征波段。这是当前在土壤采样成本高，效率低，难以满足大范围、快速实现土壤重金属含量反演条件下，发明的一种可准确、高效估算土壤重金属Cd含量的方法。

摘要： 本发明提供一种基于光谱特征和空间特征融合的高光谱图像分类方法及系统，属于遥感图像分类领域。本发明包括根据高光谱图像的区域连通性对其进行空间特征提取；并分别对光谱特征和空间特征进行特征去噪；然后对光谱特征和空间特征进行特征融合；再通过分类模型预测高光谱图像上未知类别像素点的类别；本发明还包括空间特征提取模块、特征去噪模块、特征融合模块以及分类模块。本发明的有益效果是：通过对高光谱图像的光谱特征和空间特征进行低秩表达以及特征融合，提升高光谱图像的分类精度,对未知类别像素点类别的预测具有较高的准确率。

摘要： 一种基于光谱特征空间权化的光谱特征指数提取方法，含以下步骤：一、读入高光谱分辨率图像数据；二、根据应用需求及地物之间可分性，确定组成原始光谱特征空间的光谱特征；三、初始化感兴趣类别各个光谱特征权重；四、构建感兴趣类别的类内离散度矩阵和类间离散度矩阵；五、计算得到光谱特征空间权化的感兴趣类别特征空间变换矩阵，构建光谱特征空间权化的适应度函数；六、采用基于速度压缩的进化策略，计算步骤五的适应度函数值，更新感兴趣类别各个光谱特征权重；七、进行迭代终止条件判断，若满足则获得最终感兴趣类别各个光谱特征权重，若不满足返回步骤五；八、利用步骤七得到的优化后感兴趣类别各个光谱特征权重，进行光谱特征指数的提取。

摘要： 本发明给出了一种基于高光谱特征的箱包鉴伪方法与光谱采集装置，包括将待鉴定箱包与高光谱相机镜头之间的相对位置固定；使用白板/黑帧/其它环境参量对采集到的高光谱影像进行预处理；使用图像分割算法从高光谱影像中选出一批样点，获取这些样点对应的光谱曲线，所得到的光谱曲线能够在统计意义上显著表现出吸收和反射特性随波长的分布不同；使用分类模型对待鉴定箱包的样点的光谱曲线进行逐条分类，并基于被分为真和假两类的采样点比例，作出对整个样品真假的最终判断。本发明排除了人工鉴定过程中主观感受引起的难以预测的误差，提高了高光谱评判箱包真伪的准确性，并且可以对任意形状款式和大小的箱包进行真伪判别工作。

摘要： 本发明公开了一种高光谱遥感光谱特征吸收位置确定方法及系统，包括：获取高光谱遥感数据和矿物的特征谱带；根据矿物的特征谱带确定高光谱遥感数据的光谱段范围，得到原始光谱数据；对原始光谱数据进行去连续统，得到去连续统后的光谱数据；去连续统后的光谱曲线的最小值对应的波长位置为最低吸收位置；原始光谱数据的光谱曲线的最低反射率所对应的波长位置为最低反射率位置；根据计算最低吸收位置和最低反射率位置，确定光谱特征吸收位置。本发明克服了传统方法在光谱特征吸收位置确定中的不足，能够准确确定矿物类型以及成分信息，在批量化、业务化处理大量高光谱数据时优势明显。