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长波红外高光谱非均匀性校正及光谱特征提取

红外与激光工程 2011年第4期40卷 605-610页

作者：林颖徐卫明袁立银王建宇中国科学院上海技术物理研究所上海200083

长波红外高光谱系统既可分析目标成分又能感应其温度信息,广泛应用于遥感领域。该系统响应波段为7.7~9.5μm,共32个波段,光谱分辨率达53 nm,可用于地质勘探,环境监测等领域。由于长波红外器件工艺问题,探测器在成像之前必须进行非均匀... 详细信息

长波红外高光谱系统既可分析目标成分又能感应其温度信息,广泛应用于遥感领域。该系统响应波段为7.7~9.5μm,共32个波段,光谱分辨率达53 nm,可用于地质勘探,环境监测等领域。由于长波红外器件工艺问题,探测器在成像之前必须进行非均匀性校正。通过对比基于焦平面和基于光谱的校正方法,说明后者能够很好地保持目标的原始光谱特征,并且不具有场景依赖的特点。在此基础上,提出从原始光谱曲线中提取目标光谱特征的方法,得到不同温度黑体和高光谱图像上不同目标的光谱曲线。

关键词：长波红外高光谱非均匀性校正光谱特征提取

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一种新的光谱特征提取方法

光谱学与光谱分析 2011年第10期31卷 2856-2860页

作者：李乡儒冯春明王永俊卢瑜华南师范大学数学科学学院广东广州510631 聊城大学东昌学院数学系山东聊城252000

研究了天体光谱的特征提取问题,这是光谱自动处理中的一个关键环节。通过特征提取,不仅能够约简数据、减少冗余,而且亦能抑制噪声干扰,对识别系统的精度和效率均有重要影响。提出了一种基于空间转换和分解的特征分析模型(STP),基于此,... 详细信息

研究了天体光谱的特征提取问题,这是光谱自动处理中的一个关键环节。通过特征提取,不仅能够约简数据、减少冗余,而且亦能抑制噪声干扰,对识别系统的精度和效率均有重要影响。提出了一种基于空间转换和分解的特征分析模型(STP),基于此,可实现对常用光谱特征提取方法的分析,例如,无监督的主成分分析(PCA),小波变换(Wavelet),有监督的支持向量机(SVM),相关向量机(RVM)和线性判别分析方法(LDA)等。在STP模型中,关注的核心要素是特征提取中对数据成分的分解、重组,以及噪声的抑制和冗余的消除。亦在STP框架的基础上,给出了一种逻辑和实现均较为简单的特征提取方法:基于曲线拟合与下采样的光谱特征提取(EFCD)。研究的一个重要发现是,在一些分类问题中文献中设计巧妙的特征提取方法并不一定是决定性的:即使采用通常的信号下采样方法提取特征,亦能获得良好的光谱识别性能,而重要的仅仅是需要将特征数量保持在一定的水平以上即可。研究中,选用的测试数据是SDSS中的Galaxy和QSO两类河外天体实测光谱,他们一般具有较大的红移,在天体光谱识别中具有较强的代表性。

关键词：天体光谱分类光谱特征提取类星体正常星系

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热红外高光谱非均匀性校正及光谱特征提取

热红外高光谱非均匀性校正及光谱特征提取

基于Fisher判别分析的有监督特征提取和星系光谱分类

第八届成像光谱技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：林颖徐卫明袁立银王建宇中国科学院上海技术物理研究所

针对热红外高光谱图像中同时包含目标场景和目标光谱信息的特点,通过对比基于焦平面的校正方法和基于光谱的校正方法,说明后者能够很好地保持目标的原始光谱特征,并且不具有场景依赖的特点。并在此基础上提出从原始光谱曲线中提取目标... 详细信息

针对热红外高光谱图像中同时包含目标场景和目标光谱信息的特点,通过对比基于焦平面的校正方法和基于光谱的校正方法,说明后者能够很好地保持目标的原始光谱特征,并且不具有场景依赖的特点。并在此基础上提出从原始光谱曲线中提取目标光谱特征的方法,得到不同温度黑体和高光谱图像上不同目标的光谱曲线。

关键词：热红外高光谱非均匀性校正光谱特征提取

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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光谱学与光谱分析 2007年第9期27卷 1898-1901页

作者：李乡儒胡占义赵永恒中国科学院自动化研究所北京100080 中国科学院国家天文台北京100012

随着天文观测技术的进步、数据获取能力的提高和大型光谱巡天计划的相继实施,光谱数据的自动处理研究越来越受到重视和关注。文章在分析了文献中光谱自动分类研究的特点和无监督特征提取方法所固有的一些不足的基础上指出了光谱有监督... 详细信息

随着天文观测技术的进步、数据获取能力的提高和大型光谱巡天计划的相继实施,光谱数据的自动处理研究越来越受到重视和关注。文章在分析了文献中光谱自动分类研究的特点和无监督特征提取方法所固有的一些不足的基础上指出了光谱有监督特征提取研究的必要性。并重点研究了Fisher判别分析(FDA)有监督特征提取方法在星系光谱自动分类中的应用。该方法:(1)具有突出的维数约减能力;(2)能有效地融合训练数据的类别信息,并按照分类能力提取特征。实验表明,将FDA方法用于某些星系细分类不仅明显地提高了分类器的速度,而且具有良好的分类性能。因此,对于较大的光谱识别系统更能体现出该方法的优越性。

关键词：光谱特征提取活动星系核有监督特征提取光谱分类 Fisher判别分析

RVM有监督特征提取与Seyfert光谱分类

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光谱学与光谱分析 2009年第6期29卷 1702-1706页

作者：李乡儒胡占义赵永恒李晓明中国科学院自动化研究所北京100080 山东科技大学信息与电气工程学院山东青岛266510 华南师范大学数学科学学院广东广州510631 中国科学院国家天文台北京100012 山西大学数学科学学院山西太原030006

特征提取是光谱自动识别中的一个基本问题,它决定着光谱识别系统的性能和复杂度。目前的天体光谱自动分类研究主要使用的是基于以线性主成分分析(PCA)、小波变换(Wavelet transform)、人工神经网络(ANN)等为代表的非监督特征提取方法,... 详细信息

特征提取是光谱自动识别中的一个基本问题,它决定着光谱识别系统的性能和复杂度。目前的天体光谱自动分类研究主要使用的是基于以线性主成分分析(PCA)、小波变换(Wavelet transform)、人工神经网络(ANN)等为代表的非监督特征提取方法,而它们在特征提取时没有考虑到训练数据中的类别信息,并非按照分类能力进行特征选择和降维。文章研究了相关向量机(RVM)有监督特征提取方法及其在Seyfert光谱细分类中的应用。RVM是机器学习领域在近几年提出的一种Bayesian学习方法,它能有效地融合已有的先验知识、对问题的信念、训练数据和相应的类别信息,并按照分类能力提取特征,在理论上具有很大的潜在优势。另外,初步的实验结果表明,基于RVM的有监督特征提取方法在Seyfert光谱细分类中具有较好的性能。

关键词： Seyfert光谱分类光谱特征提取 Bayesian学习相关向量机

基于高光谱的水稻纹枯病特征提取与诊断方法研究

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基于高光谱的水稻纹枯病特征提取与诊断方法研究

作者：王洋沈阳农业大学

学位级别：硕士

水稻病害的监测与诊断对保证国家粮食安全具有重要意义,基于分子生物学的病害检测方法可实现病害的精准分析,但该方法成本高、效率低、需要专业技术人员操作,在农业生产中难以实现,而近年来光谱技术在病害检测中的应用,为水稻病害高通... 详细信息

水稻病害的监测与诊断对保证国家粮食安全具有重要意义,基于分子生物学的病害检测方法可实现病害的精准分析,但该方法成本高、效率低、需要专业技术人员操作,在农业生产中难以实现,而近年来光谱技术在病害检测中的应用,为水稻病害高通量、快速的检测提供了可能,本研究以东北粳稻纹枯病为研究对象,展开病害光谱响应特征分析、病害识别、病害等级划分、病害指数估测等方面的探讨,主要研究内容如下:(1)研究基于水稻叶片尺度非成像高光谱数据,在叶片尺度对水稻单体植株是否染有纹枯病进行识别。采用了连续投影法、主成分分析法、正交法等方法对健康和受纹枯病胁迫的水稻光谱进行降维,重点研究了Gram-Schmidt正交投影法获取光谱基向量,从而得到病害识别特征的方法。识别结果证明,3种降维方法均可有效提取叶片尺度水稻纹枯病害特征光谱信息,Gram-Schmidt正交化提取基向量方法有利于水稻识别精度的提高,识别准确率为95%,同时也从数据分析的角度得到敏感特征波长位于550nm、675nm、730nm。(2)研究了水稻纹枯病叶片尺度病级识别。分析水稻光谱对纹枯病的响应特征,比较了染病和健康情况下水稻光谱的差别,得到叶片尺度光谱数据对纹枯病敏感波段630-700nm、720-820nm;以原始光谱信息、光谱一阶微分特征、相关植被指数、原始光谱连续统特征、Gram-Schmidt正交降维得到的基向量等分别作为输入变量来实现单株水稻病级的判别,结果证明基向量方法对于病级判断能力较强,对训练集和验证集样本判断准确率较高,表明Gram-Schmidt正交法能够实现叶片尺度水稻纹枯病严重程度的观测。(3)研究了冠层尺度上水稻纹枯病情指数估测。通过比较冠层各染病和健康情况下水稻光谱的差别,得到冠层尺度非成像高光谱数据冠层尺度光谱数据对纹枯病敏感波段583-635nm、655-741nm;对纹枯病敏感的特征或指数作为自变量,建立病情指数的估测模型,在冠层尺度上实现冠层水稻病情指数的估测。结果显示采用Gram-Schimdt正交化处理原始光谱的基向量为特征作为输入变量构建的一元线性模型为病情严重度反演的最佳模型。建模决定系数相对于其他特征具有优势,验证集的估测精度R高达0.675,实现了近地面水平的冠层纹枯病检测。上述研究结果可以提高水稻纹枯病病害的无损检测的精度,监测水稻生育期内发生纹枯病发展状况、为水稻病害的快速检测仪器开发提供了理论方法。

关键词：高光谱水稻纹枯病光谱特征提取 Gram-Schmidt正交法病害检测

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太赫兹光谱降维特征提取及分类方法研究

太赫兹光谱降维特征提取及分类方法研究

作者：王瑞琦昆明理工大学

学位级别：硕士

物质的太赫兹光谱包含着非常丰富的物理和化学信息。它对化合物晶体具有高的灵敏度、单光子能量低等特点。但受到检测人员知识背景、背景噪声、识别算法精度等因素的影响,光谱样本识别准确率和效率较低。为了提高对太赫兹光谱的检测能力... 详细信息

物质的太赫兹光谱包含着非常丰富的物理和化学信息。它对化合物晶体具有高的灵敏度、单光子能量低等特点。但受到检测人员知识背景、背景噪声、识别算法精度等因素的影响,光谱样本识别准确率和效率较低。为了提高对太赫兹光谱的检测能力,本文围绕太赫兹光谱特征提取问题及分类问题展开研究,取得了以下成果：(1)提出了凸组合核函数主成份分析方法(Convex Kernel Principal Component Analysis, C-KPCA)对化合物的太赫兹光谱进行特征提取。针对传统核函数主成份分析方法核函数选择困难的问题,构造凸组合核函数主成份分析特征提取模型,并利用核评价方法,通过高维非线性规划方程求解凸组合核函数参数。实验结果表明,该方法成功对太赫兹光谱进行了特征提取,并通过簇内簇间关系的分析,证明该方法较传统核主成份分析方法具有明显优势。(2)提出了逻辑判别分析的方法(Logic Discriminant Analysis, LgDA)对化合物的太赫兹光谱进行特征提取。针对传统线性判别分析方法只能解决线性问题、所提特征区分度不高的问题,使用光谱样本正则化多元逻辑回归作为样本类别后验概率,构造最优非线性判别分析特征提取模型。实验结果表明,该方法成功对太赫兹光谱进行了特征提取,并通过簇内、簇间关系的分析,证明该方法较传统线性判别分析方法具有明显优势。(3)提出应用基于凸组合核函数的支持向量机对化合物的太赫兹光谱进行分类。为了和上述方法做出区分,使用了传统太赫兹光谱吸收峰特征和最大间隔特征。针对单一核函数支持向量机对太赫兹光谱分类精度不高的问题,提出构建基于凸组合核函数的支持向量机分类模型。并利用核评价的方法,通过高维非线性规划方程求解最优凸组合参数。实验结果表明,该方法成功对化合物的太赫兹光谱进行了分类并且分类准确率有了很大提高。

关键词： THz-TDs 光谱特征提取光谱分类核函数

基于血清SERS光谱与特征波长提取的肺癌识别方法

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中国计量大学学报 2023年第4期34卷 533-540页

作者：王子林金尚忠窦婷婷中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术与仪器重点实验室浙江杭州310018

目的:提高肺癌患者和健康人血清表面增强拉曼光谱(SERS)分类模型的稳定性和分类精度。方法:利用递归特征选择、连续投影算法、竞争性自适应重加权算法与主成分分析对血清SERS光谱进行特征波长提取,并结合深度神经网络、偏最小二乘判别... 详细信息

目的:提高肺癌患者和健康人血清表面增强拉曼光谱(SERS)分类模型的稳定性和分类精度。方法:利用递归特征选择、连续投影算法、竞争性自适应重加权算法与主成分分析对血清SERS光谱进行特征波长提取,并结合深度神经网络、偏最小二乘判别分析以及支持向量机算法建立分类模型。结果:递归特征选择以及竞争性自适应重加权算法提高分类模型的稳定性的效果较为明显,对于竞争性自适应重加权算法,深度神经网络分类模型的训练集交叉验证准确率为94.55%,测试集准确率为93.75%,敏感性为87.5%,特异性为100%,优于其余两种模型。结论:通过特征波长提取方法建立分类模型实现了对肺癌患者与健康人血清SERS光谱的有效识别。

关键词：肺癌筛查表面增强拉曼光谱光谱特征提取分类算法

黄河三角洲典型植被地物光谱特征分析与可分性查找表

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海洋环境科学 2015年第3期34卷 420-426页

作者：任广波张杰马毅国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

通过实地测量黄河三角洲的6种典型植被的现场光谱,开展了基于反射率光谱的植被特征光谱分析和提取,该工作在原始反射率光谱曲线和经过包络线去除法变换后的曲线上分别开展。论文主要工作和结论包括:(1)通过分析建立了黄河三角洲6种典型... 详细信息

通过实地测量黄河三角洲的6种典型植被的现场光谱,开展了基于反射率光谱的植被特征光谱分析和提取,该工作在原始反射率光谱曲线和经过包络线去除法变换后的曲线上分别开展。论文主要工作和结论包括:(1)通过分析建立了黄河三角洲6种典型植被类型的光谱特征波段查找表,并给出了每一种植被区别于其它5种植被类型的特征波段分布范围;(2)分析了包络线去除变换对上述6种植被光谱可分性的影响,发现柽柳由不可分变为可分,碱蓬、棉花、刺槐和天然柳树的可分性光谱波段明显增多和展宽。

关键词：高光谱光谱特征提取黄河三角洲包络线去除