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采用荧光光谱结合平行因子-主成分分析法对四个溢油点多环芳烃污染的监测
摘要： 对加拿大四起漏油事件采集的油样及环境样品进行荧光光谱分析——包括2016年萨斯喀彻温省北萨斯喀彻温河（NSR）管道泄漏、2015年安大略省戈加马火车脱轨事故、1970年新斯科舍省切达布克托湾SS Arrow号沉船事件以及1970年圣劳伦斯湾欧文鲸驳船沉没事故——以此评估环境风化样品中的多环芳烃（PAH）含量。研究采用新开发的基于激发-发射矩阵-平行因子分析-主成分分析（EEM-PARAFAC-PCA）的荧光指纹模型：(i)评估样品中主要PAH组分的强度；(ii)探究环境样品因风化作用随时间产生的PAH组成变化；(iii)将原始泄漏油品及环境样品归类至已建立的指纹PCA模型类别中。胡斯基能源漏油点采集的环境沉积物样品显示，泄漏后15个月内PAH持续流失，但风化程度受多重环境因素影响而不仅取决于时间，其中15个月时PAH流失量最大。戈加马漏油事故20个月后采集的环境样品中PAH含量有所下降，几乎所有戈加马环境沉积物样品均发生显著风化，导致PCA分类难以实施。SS Arrow号与欧文鲸号样品因泄漏油品类型相似（均为C级船用燃料油）且化学组成相近，落在相邻的PCA分组内。
关键词： EEM-PARAFAC-PCA（平行因子分析-主成分分析）、荧光光谱法、环境监测、溢油、多环芳烃污染
更新于2025-11-19 16:56:42
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通过红外光谱和化学计量学快速分析智利本土蜂蜜的来源及其抗氧化潜力
摘要： 抗氧化化合物具有捕获自由基的能力；在蜂蜜中，这种能力与样品的植物来源相关，因此人们日益关注验证蜂巢产品的花源及其与具有潜在抗氧化活性的多酚类化合物的关系。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对智利单花种蜂蜜的花源进行区分，并预测其抗氧化能力。根据蜜源花粉学分析对来自不同地理区域和植物来源的49份蜂蜜样本进行分类，并通过分光光度法测定总酚和黄酮含量。判别分析显示，奎拉雅（Quillaja saponaria）、科科尔伦（Azara petiolaris）和特博（Retanilla trinervia）蜂蜜因共同的地理来源而呈现相似性，而乌鲁莫（Eucryphia cordifolia）则表现出差异化特征。FTIR光谱能够预测酚类和黄酮含量，证实了光谱工具在智利蜂产品行业质量控制中的潜力。
关键词： 主成分分析、蜜蜂、抗氧化剂、蜂花粉学、傅里叶变换红外光谱
更新于2025-11-14 15:18:02
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提升埃及历史金矿多光谱遥感数据解译：以马达尔金矿为例
摘要： 过去十年间，埃及历史金矿周边大部分露头已遭当地矿工破坏，这一情况使基于遥感的勘探研究活动复杂化。马达尔金矿区与该地区其他矿区同样未能幸免。本研究建立了一套新的综合遥感工作流程：重点识别与目标岩层化学矿物成分差异相关的光谱变化，弱化当地矿工活动引入的光谱干扰。首先从Landsat 8陆地成像仪(OLI)数据生成所有波段比值影像组合，筛选出最能区分目标岩层的最优比值影像组合，最终将这些优选比值影像进行叠加以替代后续处理技术中的原始波段。随后对叠加后的优选比值影像进行主成分分析(PCA)，通过统计各主成分波段的特征向量矩阵选取最优主成分波段，由三个优选主成分波段生成主成分假彩色合成图像(PC-FCC)。最终选择(红-绿-蓝通道分别为PC3、PC11、PC4的)PC-FCC图像，其生成原理是从正向平均特征向量权重中减去负向平均特征向量权重。该PC-FCC图像不仅用于辨识受损区域的主要岩层，还能定位强蚀变带分布区。
关键词： 东部沙漠，主成分分析（PCA），Landsat 8（OLI），马达里金矿，埃及，比值图像
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于IHS变换的小波包分析结合主成分分析的遥感图像融合策略研究
摘要： 对小波包分析（WPA）在图像融合领域进行更深入的探索已成为热门课题。该策略将WPA与强度-色调-饱和度（IHS）、主成分分析（PCA）等其他变换方法相结合，用于全色（PAN）与多光谱（MS）图像的融合。本文提出了一种独特的融合方法，其主要思想可分为三个步骤：首先，将MS图像从RGB转换到IHS模型后提取强度分量；其次，分别对强度分量和匹配的全色图像进行二阶尺度的小波包分解。创新性概念包含两个方面：一是应用PCA理论合并小波包系数，通过检测边缘为低频带生成自适应加权比；二是基于标准差为高频带生成另一组加权系数。最后，通过实施逆小波包变换生成新强度分量，保留原始色调和饱和度构成彩色合成图。当对该合成图执行IHS到RGB的转换时，即产生融合图像。实验表明，所提出的融合策略具有有效性。
关键词： 强度-色调-饱和度（IHS）、图像融合、基于主成分分析的融合规则、主成分分析（PCA）、小波包分析（WPA）
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用近红外光谱技术对干燥过程中完整澳洲坚果氧化稳定性的无损评估
摘要： 我们开发了一种快速无损方法，利用近红外光谱技术（NIRS）评估完整澳洲坚果的氧化稳定性。选取HAES 344'Kau'、HAES 660'Keaau'、IAC 4-12 B和IAC Campinas B品种的完整坚果，采收后立即进行烘干处理：30°C烘4天，40°C烘2天，60°C烘1天，使果仁含水量达到1.5%。每个烘干阶段取样测定其水分含量、过氧化值（PV）和酸价（AI）。采用Savitzky-Golay（SG）二阶导数法建立的PV预测模型效果最佳，预测标准误差（SEP）为0.55 meq·kg?1，决定系数（R2 C）达0.57；AI预测模型的最优结果同样来自SG二阶导数法（SEP=0.14%，R2 C=0.29）。根据PV≤3 meq·kg?1和AI≤0.5%的质量上限标准，SEP值分别相当于质量限值的18%和28%。由于误差低于质量限值，该预测方法具有实用价值。因此，NIRS可用于评估完整澳洲坚果仁的氧化稳定性。
关键词： 主成分分析，过氧化值，澳洲坚果（薄壳种）Maiden & Betche，酸价
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于主成分分析的I-V曲线光伏阴影故障检测与分类：应用于独立光伏系统
摘要： 光伏系统的健康监测与诊断对于最大化发电量、提升电站可靠性及使用寿命至关重要。在故障工况（尤其是阴影遮挡）下运行时，光伏阵列的电流-电压（I-V）特性曲线与正常工况相比呈现显著差异。本研究基于实际电学测量数据（I-V），旨在为光伏阴影故障提供一种极其简单、稳健且低成本的故障检测与分类（FDC）方法。首先通过健康与阴影条件下的不同实验测试提取特征参数构建数据库，继而采用主成分分析（PCA）处理这些特征。通过混淆矩阵作为类别可分性指标，评估数据在PCA空间中的分类准确率。使用250Wp光伏组件的实验数据显示：该方法具有优异效果，在四种不同配置下均实现超过97%的成功分类率。由于仅需利用现有电学测量数据（无需额外传感器），该方法兼具显著成本优势。
关键词： 故障分类、主成分分析、故障检测、I-V曲线、光伏阴影故障
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用近红外与傅里叶变换中红外光谱联用技术测定总多酚含量：以中国枣（<i>Ziziphus jujuba</i>）为例
摘要： 多酚类物质是中国枣中最重要的植物化学成分，因其具有多种潜在健康益处，如预防癌症、降低冠状动脉疾病风险、利尿作用、心肌兴奋剂、冠状动脉扩张剂及肌肉松弛剂等功效。本研究采用近红外（NIR）与中红外（MIR）光谱数据融合方法对中国枣中的多酚进行定量分析。共采集80个中国枣样本的NIR和MIR光谱数据，通过协同区间偏最小二乘法（Si-PLS）算法提取有效光谱区间作为NIR-MIR融合模型的输入变量，并基于该融合数据构建遗传算法（GA）模型。通过校正相关系数（R2）、预测相关系数（r2）、预测均方根误差（RMSEP）、偏差及残差预测偏差（RPD）评估模型性能。结果表明，基于GA的数据融合模型优于单独NIR或MIR模型，最优GA融合模型获得R2=0.9621、r2=0.9451、RPD=2.44，校正集偏差为0.004，预测集偏差为0.061，且仅使用15个变量。这些发现证实了NIR与MIR光谱融合可用于中国枣总多酚含量的预测。
关键词： 光谱技术、多酚类物质、遗传算法、主成分分析、光谱区间选择
更新于2025-09-23 15:23:52
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[计算视觉与生物力学讲义] 临床与医学图像中的计算机辅助干预与诊断 第31卷 || 多模态医学图像的混合融合以提升医学诊断中的视觉质量
摘要： 在医学影像领域，多模态医学图像融合（MIF）是一种从磁共振成像、计算机断层扫描、单光子发射计算机断层扫描和正电子发射断层扫描等不同模态的源图像中提取互补信息，并将其整合为结果图像的方法。多模态医学图像融合是当前医学影像、生物医学研究和放射医学领域的研究热点，在医学和工程领域广为人知。在医学图像融合中，单一融合方法并不高效，因为与其他可用技术相比，它往往在信息保留方面存在不足。因此，采用混合图像融合技术，通过应用多种融合规则进行图像处理，将这些结果整合为一幅单一图像。本系统采用剪切波变换（ST）和主成分分析（PCA）实现集成融合，该融合技术应用于计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）图像——先将这些图像进行剪切波变换，再对变换后的图像应用PCA，最终通过逆剪切波变换（IST）获取融合图像。通过特定指标评估系统性能表明，相较于现有融合技术，本方案提出的集成融合效果更优。
关键词： 图像融合、医学图像、剪切波变换（ST）、主成分分析（PCA）
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用近红外光谱和化学计量学技术检测特级初榨橄榄油的掺假
摘要： 引言与目标：由于特级初榨橄榄油（EVOO）的价值较高，掺假已成为该行业的重要问题，这催生了对快速且廉价的欺诈检测测试的需求。与许多现有的食品欺诈检测方法相比，近红外光谱（NIRS）通过最小化样品制备和测量时间，可以做到既经济又便捷。在本研究中，我们开发了一种使用NIRS和化学计量学的方法，用于检测EVOO与其他食用油的掺假情况，该方法无需样品制备，且可在10分钟内完成。 方法、结果与讨论：首先，将单一EVOO与玉米油以2.7%至25% w/w的比例进行掺假。测量了未掺假样品及其掺假对应物的光谱。主成分分析（PCA）得分图显示掺假混合物与未掺假样品之间存在分离，这表明如果提供相关油的未掺假样品，所开发的方法能够检测低至2.7% w/w的掺假。为了研究在没有未掺假样品作为参考的情况下检测掺假，测量了未掺假样品以及掺有玉米油、葵花籽油、大豆油和菜籽油的样品的光谱。采用带有软独立建模类比（SIMCA）的PCA进行掺假检测。发现玉米油、葵花籽油、大豆油和菜籽油的掺假最低检测限分别约为20%、20%、15%和10%。 结论：这些结果表明，所开发的方法可用于快速筛查掺假的橄榄油。
关键词： 主成分分析、橄榄油掺假、化学计量学、近红外光谱、光谱学
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于FDT矩阵视野检查和SD-OCT开发新算法以提高基层医疗中青光眼的早期检出率
摘要： 目的：本研究旨在开发一种客观算法，通过频域光学相干断层扫描（OCT）技术和频率倍增技术（FDT）矩阵视野计来鉴别青光眼最早期阶段，以提高初级医疗的检测能力。材料与方法：纳入161名患者的306只眼（平均年龄58.67±15.12岁），分为三组：101只非青光眼眼（GI-NG）、100只疑似青光眼眼（GII-SG）和105只开角型青光眼眼（GIII-OAG）。所有参与者均接受Humphrey Matrix视野计的视野检查和Topcon 3D OCT-2000的视网膜神经纤维层评估。模式偏差图被划分为19个区域及五个象限（或聚类区），并根据其正?？赡苄云婪治?至4分，随后分析三组间的差异。主成分分析（PCA）用于提取FDT和OCT的最显著特征，逻辑回归分析用于得出分类规则。结果：仅在FDT矩阵的区域7、区域12及中央区显示出GI-NG与GII-SG之间存在统计学差异（P<0.05）。分类规则通过分别及联合使用从FDT矩阵和3D OCT-2000获得的四个PCA进行估算。在区分GI-NG与GII-SG时，FDT-PCA的受试者工作特征曲线下面积为78.88%，OCT-PCA为82.09%，而联合使用FDT和OCT-PCA则达到94.27%。结论：基于FDT-PCA或OCT-PCA的预测规则对检测青光眼最早期阶段具有高灵敏度和特异性，联合使用时效果更佳。这些预测规则有助于未来开发FDT矩阵视野计和3D OCT-2000的软件，将大幅提升其诊断能力，使其在初级医疗日常实践中发挥重要作用。
关键词： 3D OCT-2000，主成分分析，青光眼，初级保健，FDT矩阵
更新于2025-09-23 15:23:52