本文關(guān)鍵詞：基于聚類分析的激光誘導(dǎo)擊穿光譜爆炸物識(shí)別技術(shù)研究

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【摘要】：激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種基于原子發(fā)射光譜的物質(zhì)分析新技術(shù)。其基本原理是將激光聚焦在樣品表面,燒蝕樣品產(chǎn)生等離子體,通過(guò)收集等離子體發(fā)射出的光譜進(jìn)行物質(zhì)定性定量分析。LIBS應(yīng)用于爆炸物檢測(cè)已有12年的歷史,然而目前針對(duì)爆炸物光譜數(shù)據(jù)處理的研究主要集中在使用監(jiān)督學(xué)習(xí)的識(shí)別方法。首先是用已知類型的訓(xùn)練樣本去建模,再利用此模型去分類未知樣本。存在訓(xùn)練樣本不足導(dǎo)致識(shí)別率降低的問(wèn)題。相比較而言,基于非監(jiān)督學(xué)習(xí)的光譜識(shí)別算法則不需要訓(xùn)練樣本建立模型,而是直接對(duì)所獲得的未知樣本光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分類識(shí)別,從而避免了上述問(wèn)題。本論文主要研究了非監(jiān)督學(xué)習(xí)中的聚類分析在爆炸物L(fēng)IBS光譜識(shí)別中的應(yīng)用。以塑料作為干擾物,研究聚類分析中的K均值、層次聚類分析和ISODATA方法進(jìn)行爆炸物光譜識(shí)別的效果。研究結(jié)果表明,如果參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)脑?利用聚類分析方法能夠很好地將爆炸物與塑料區(qū)分開(kāi)。尤其是當(dāng)使用光譜強(qiáng)度比例作為輸入變量時(shí),正確分類率(Correct Classification Rate,CCR)能夠達(dá)到0.95以上。這一結(jié)果優(yōu)于在訓(xùn)練集未完整包含測(cè)試集的情況下,利用監(jiān)督學(xué)習(xí)的偏最小二乘-判別分析(PLS-DA)模型所得到的識(shí)別結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：激光誘導(dǎo)擊穿光譜 爆炸物檢測(cè) 光譜數(shù)據(jù)處理 非監(jiān)督學(xué)習(xí) 聚類分析
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN249
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題的研究意義和目的9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 當(dāng)前研究仍然存在的問(wèn)題14-15
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及安排15-16
• 第2章 激光誘導(dǎo)擊穿光譜與模式識(shí)別方法的基本理論16-28
• 2.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)基本原理16-17
• 2.2 模式識(shí)別方法的基本原理17-26
• 2.2.1 監(jiān)督學(xué)習(xí)的基本原理17-18
• 2.2.2 聚類分析的基本原理18-26
• 2.3 監(jiān)督學(xué)習(xí)存在的問(wèn)題以及聚類分析的優(yōu)勢(shì)26-28
• 第3章 聚類分析的實(shí)驗(yàn)研究28-46
• 3.1 聚類分析應(yīng)用于塑料樣本的研究28-35
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和樣本28-30
• 3.1.2 層次聚類分析結(jié)果30-32
• 3.1.3 K均值分析結(jié)果32
• 3.1.4 ISODATA分析結(jié)果32-35
• 3.2 聚類分析應(yīng)用于爆炸物樣本識(shí)別的研究35-46
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)樣本處理35-38
• 3.2.2 輸入變量為譜線強(qiáng)度38-41
• 3.2.3 以強(qiáng)度比例作為輸入變量41-46
• 第4章 聚類分析識(shí)別爆炸物能力的分析46-52
• 4.1 輸入變量對(duì)分類結(jié)果的影響46-47
• 4.2 聚類分析方法分類爆炸物的優(yōu)劣比較47-49
• 4.3 聚類分析結(jié)果與PLS-DA分析結(jié)果對(duì)比49-52
• 第5章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 論文工作總結(jié)52-53
• 5.2 研究展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單58-59
• 致謝59

【相似文獻(xiàn)】

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