光譜數據常用的預處理方法有哪些?
發布時間:2024-10-25
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高光譜成像儀在采集樣本高光譜圖像時,容易受到系統噪聲、光散射、基線漂移等方面的影響,這些干擾因素會影響光譜數據,因此對原始光譜進行數據處理是十分必要的。本文對光譜數據常用的SG、SNV、MSC、DOSC等光譜預處理方法做了介紹。
高光譜成像儀在采集樣本高光譜圖像時,容易受到系統噪聲、光散射、基線漂移等方面的影響,這些干擾因素會影響光譜數據,因此對原始光譜進行數據處理是十分必要的。本文對光譜數據常用的SG、SNV、MSC、DOSC等光譜預處理方法做了介紹。
1.卷積平滑法(SG)
卷積平滑(Savitzky-Golay,SG)是一種對光譜進行平滑運算的方法,通過加權計算在平滑窗口內求平均值,對光譜的原始數據進行加權最小二乘擬合,強調了中心點的作用。采用多項式來對光譜數據進行最小二乘擬合,實現平滑的目的。
2.標準正態變換法(SNV)
標準正態變換(Standard Normal Variate,SNV)通過樣品的方差對光譜進行校正,SNV可以有效的消除光源強度不一、散射噪聲等干擾,通過線性變換對初始光譜數據標準化進行校正,減小樣本因為表面散射、光譜遷移等因素帶來的誤差。
3.多元散射校正法(MSC)
多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)是光譜數據預處理的常用算法之一,MSC可以消除光譜中由于樣品的鏡面反射及不均勻造成的噪聲,消除光譜數據的基線平移和偏移現象。多元散射的校正過程為:首先,計算所需校正光譜的平均光譜,并以此平均光譜作為標準光譜;其次,對平均光譜作回歸計算;最后,對每一條光譜作多元散射校正,用測得樣本的光譜值減去平移量后再除以偏移量。
4.直接正交信號校正法(DOSC)
直接正交信號校正(Direct orthogonal signal correction,DOSC)方法通過將光譜矩陣與待測參數矩陣正交,在不損害數據結構特性的前提下濾除與待測成分無關的信息,將最相關的信息用于預測模型的構建。
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