(b)竹原纤维
(c)亚麻
图1 三种纤维的近红外光谱图
三种纤维近红外光谱的吸收峰峰形及峰强非常相似,无法进行纤维区分。因此,对近红外光谱经一阶导数+矢量归一化预处理后,采用Ward’s algorithm定义距离、基于系统聚类分析法(Hierarchical Cluster Analysis,HCA)[11]建立了三种纤维判别模型,并进行准确度验证。
系统聚类分析法就是采用分级聚类策略,先认为每个样本都自成一类,再规定类与类间的距离。开始时,因各样本均自成一类,其类间距离等价,选择距离最小的一对合并成一个新的类,依此每次减少一类,直至所有的样本都合成为一类为止。当两样本合成新类之后,则必须以确定的距离定义来表示样本与类或类与类之间的距离。不同的类与类之间距离的定义将会产生不同的系统聚类结果。本研究采用的Ward’s algorithm法是一种最有效、最常用的距离定义方法,它采用不均匀的判断规则,从方差分析的观点出发,认为正确的分类应该使类内方差尽量小,而类间方差尽量大。从而得到较好的结果。
2.2建立近红外光谱判别模型
根据光谱预处理后的各纤维建模集样品的近红外光谱全谱数据图,使用系统聚类分析方法,建立三种纤维的近红外光谱判别模型,如图2所示。根据判别模型可以明显区别三种纤维,从而实现纤维的鉴别。
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