文献类型：期刊文章

作　　者：蔡剑华[1] 肖永良[2] 黎小琴[1]

Cai Jianhua;Xiao Yongliang;Li Xiaoqin(College of Physics and Electronics Science, Hunan University of Arts and Science, Changde, Hunan 415000, China;School of Information Technology and Management, Hunan University of Finance and Economics, Changsha, Hunan 410205, China)

机构地区：[1]湖南文理学院物理与电子科学学院,湖南常德415000 [2]湖南财政经济学院信息技术与管理学院,湖南长沙410205

出　　处：《光学学报》

基　　金：国家自然科学基金(41304098);湖南省自然科学基金(2017JJ2192;2017JJ2015);湖南省教育厅重点项目(16A146)

年　　份：2018

卷　　号：38

期　　号：4

起止页码：382-391

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2017_2018、EI、IC、JST、RCCSE、RSC、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：针对近红外光谱物质含量检测过程中噪声影响模型精度和稳定性的问题,引入广义S变换与奇异值分解(SVD)。利用广义S变换得到光谱数据的时频谱,并将二维时频谱系数矩阵作为SVD的Hankel矩阵求解奇异值,再采用k-均值聚类算法对奇异值序列进行分类计算,确定重构奇异值个数,对去噪后的数据矩阵进行广义S逆变换得到去噪后的光谱数据。给出组合方法的基本理论和具体实现过程,对仿真数据和谷朊粉导数光谱进行去噪,并与传统的9点平滑法和小波软阈值法的去噪结果进行比较。结果表明:所提方法克服了时域或频域单维滤波的局限性,且无需参考噪声数据和选择基函数,在谷朊粉导数光谱去噪中,只需采用两个奇异值就能实现较好的去噪效果,降低了滤波过程的复杂度。采用所提方法处理后,近红外光谱的分析精度和模型的稳健性优于9点平滑处理法和小波软阈值法。相比9点平滑法,所提方法的预测集的决定系数由0.9436增大为0.9985,预测均方根误差由0.0843减小为0.0406,明显提高了谷朊粉中水分含量定量检测的精度。

关 键 词：光谱学 去噪 广义S变换 奇异值分解 时频谱  

分 类 号：O657.1]