基于主成分分析和多元曲线分辨的蓝细菌流式荧光光谱分析方法

利用流式细胞术对细胞进行多色荧光分析时,往往获得的是由多种组分荧光光谱混合的多元荧光光谱。在对蓝细菌进行光谱流式检测时,所测得的荧光光谱同时包含了多种未知荧光光谱,且存在严重的光谱混叠。为了获得蓝细菌中的主要组分光谱及其浓度,提出主成分分析和多元曲线分辨相结合的方法,对蓝细菌的流式荧光光谱进行处理。该方法通过主成分分析获得蓝细菌的主要纯组分数量,然后利用渐进因子分析寻找各组分的起始点和终止点,并估计纯组分的初始光谱,最后利用交替最小二乘结合其纯组分光谱的单峰性和非负性,对初始估计的纯组分光谱进行迭代修正,从而得到纯组分光谱及其组分浓度。仿真和实验结果表明,该方法能够准确地估计混合光谱中纯组分的个数并对其谱峰进行拟合,进而准确地估计各个组分的浓度。该方法不但适用于蓝细菌的光谱分析,还可用于其他多元混合光谱体系的解析。     

多元曲线分辨法在聚合物红外成像研究中的应用

多元曲线分辨(MCR)是一种强有力的多维数据分析及建模工具,它能够从混合体系中提取独立组分的纯光谱及其浓度分布,而不需要提前知道体系中的纯组分数或组分的性质。红外图像包含大量多维信息,将多元曲线分辨应用于红外成像可以提取图像数据集中隐藏的化学信息。该工作将MCR与红外成像结合应用于聚合物研究,取得很好的结果。这种方法在其他领域同样也有很好的应用前景。     

基于数据融合的多变量相空间重构方法

针对单变量时间序列和多变量时间序列相空间重构所存在的问题,提出一种新的多变量融合的相空间重构方法. 通过Bayes估计理论,将多变量在同一相空间中进行相点的最优融合,得到了更为理想的融合相空间. 应用所提出的方法对Lorenz系统及耦合Rssler系统进行了多变量融合的相空间重构. 通过多变量重构图与单变量重构图的比较,发现基于数据融合的多变量相空间重构图包含了所有单变量相空间重构图的重要信息,使重构的相空间更加完备,较全面地反映出吸引子的全貌信息. 最后应用该方法对转子油膜涡动故障得到的多变量时间序列 关键词： 多变量时间序列 相空间重构 数据融合 Bayes估计     

基于稀疏重构的空间邻近目标红外单帧图像超分辨方法

针对现有算法难以利用单帧红外图像实现空间邻近目标(CSO)的超分辨问题,提出了一种基于稀疏重构理论的单帧超分辨方法。该方法充分利用了目标在焦平面阵列(FPA)分布的稀疏性以及光学系统点扩展函数(PSF)的结构特性,通过对FPA离散化网格采样构造稀疏量测模型,并将建立的1范数正则化问题转化为二阶锥规划问题求解;然后针对稀疏度过估计的重构结果,采用贝叶斯信息准则(BIC)实现模型选择,最终获得对目标个数和位置的准确估计。多组仿真场景验证了算法的有效性和超分辨能力;相比于已有算法,所提算法不仅提高了分辨正确率和位置估计精度,同时大幅缩减了计算耗时。     

推扫误差对计算光谱成像数据重构的影响分析

计算光谱成像技术利用计算方法改变传统成像方式,在光路中引入编码模板实现正变换,最后通过逆变换获得目标光谱数据立方体。介绍了一种推扫式编码孔径计算光谱成像仪的成像原理,在实际应用中,其推扫速度与帧频的匹配误差会影响光谱数据重构的准确性。在建立了推扫模型的基础上,得到了重构数据的误差项,分析了匹配误差对光谱数据重构的影响,并引入光谱二次导数误差和strehl比分别作为复原光谱和空间图像的评价参数,进行了数据仿真分析,结果表明,当一组完整数据的累积误差超过一个像元时,明暗变化剧烈的区域恢复结果比较差,而对比较均匀的区域影响不大;累计误差不超过0.5个像元时,各通道的strehl比均在0.9以上,并且光谱能量越低的通道strehl比越小,因此编码模板的行列数越多平台的稳定性要求越高。     

光谱参数对基于光谱重构的高光谱数据模拟的影响

遥感数据模拟已广泛应用于遥感研究中, 遥感模拟对于新型传感器的设计,新算法的检测等都有积极的意义。然而传感器系统参数的变化会影响数据模拟的精度。实验采用卷积宽视场多光谱成像仪蓝、绿、红和近红外四个波段的光谱响应函数,基于光谱重构的方法对多光谱数据进行了高光谱的数据模拟。研究分析了多光谱数据中心波长和带宽的变化对高光谱重构精度的影响。结果表明,中心波长和带宽的变化对于光谱重构精度有一定的影响,但总体来说模拟结果有很好的精度。中心波长的变化所引起的RMSE小于0.025,带宽变化引起的RMSE小于0.012。因而基于中心波长和带宽变化的高光谱数据重构有助于用户更好的了解高光谱成像系统,找到系统性能的主要影响者,以便更好的模拟高光谱数据,扩展遥感数据的应用范围。     

自模型曲线分辨法校正ICP-AES中谱线重叠干扰——测量误差对结果的影响

本文将自模型曲线分辨方法(SMCR)应用于ICP-AES谱线重叠光谱干扰的校正,并就测量误差对重叠光谱解析结果的影响作了详细的研究和讨论。两谱线的重叠程度越大,随机误差对光谱干扰校正的影响越大。对测量数据作平滑处理。可以减小数据随机误差对结果的影响,但平滑次数增加,将导致光谱图变形,使干扰校正结果产生较大的误差。数据的平滑不能减小光谱偏离加和性的误差。本工作对两条光谱重叠的情况作了讨论,并取得了较好的结果,表明SMCR法是校正ICP-AES中重叠谱线干扰的一种简便、快速的方法。     

数据偏差对双随机位相解码重构图像噪声特性的影响

双随机位相编码解码技术是应用于图像隐藏领域的一种重要方法。在已编码信息的记录及传递过程中,由于复制、修饰、图像压缩等人为或非人为因素不可避免地会引入各种偏差,这些数据偏差最终反映为重构图像的噪声。分析并数值模拟了满足均匀分布、正态分布的随机偏差及因数据取舍而引入的偏差所导致的重构图像噪声分布。研究表明,这几种类型的数据偏差在重构图像中均会导致灰度值概率分布为高斯型函数的噪声。从理论分析和数值模拟结果来看,实施双随机位相解码运算不会降低图像信噪比,因此重构图像的噪声特性是由已编码信息在记录及传递过程中的信噪比决定的。     

α粒子散射对爆炸物检测时间分辨的影响

对爆炸物检测中伴随α粒子技术的时间谱进行了研究,建立了一套基于伴随α粒子技术的时间谱测量装置,分析了影响时间谱分辨的若干因素。采用60 μm厚的铜箔设计了一个锥形准直筒对散射的α粒子进行屏蔽,以500 g尿素为样品测量了α-γ符合时间谱。结果表明,α粒子在靶室内壁的散射是影响时间谱分辨的重要因素,锥形准直筒抑制了与α散射相关中子产生的γ射线,提高了α-γ符合时间谱的分辨。在有无锥形准直筒的条件下,符合时间谱特征瞬发峰γ的半高宽分辨力分别为1.8 ns和6.4 ns。分辨力高的时间谱可用于获取爆炸物样品的特征瞬发γ能谱。     

原子核乳胶的粒子分辨方法

本文研究了分辨各种低能粒子的乳胶方法：用控制灵敏度的方法分辨裂变碎片和α粒子;用稳定狲和红外线人工衰退法分辨α粒子和γ射线;提出了“混合分辨法”,使乳胶对于低能α粒子、氘核、氚核、质子既有较高的分辨本领又有足够的灵敏度．     

形状平滑约束在多元曲线分辨交替最小二乘(MCR-ALS)解析高光谱成像中的应用

高光谱成像在多学科研究中提供了丰富的数据信息,由于数据量庞大,研究人员使用化学计量学方法对这些数据的信息进行提取。多元曲线分辨交替最小二乘(MCR-ALS)方法能够分辨混合体系的高光谱数据中的纯组分对应的光谱和浓度信息,得到了广泛的使用。为了进一步提高MCR-ALS对高光谱的解析能力,本文使用了形状平滑约束(SSC)分别分析了模拟数据和实验数据,结果表明,通过形状平滑约束,能够进一步提高MCR-ALS对高光谱数据解析的准确度,而且使MCR减少了扭曲模糊,在二线性分辨中获得了唯一解。     

基于月球探测数据的月面地形重构方法研究

在比较不同探月任务取得的月表三维影像数据的基础上,选择中国嫦娥一号全月分幅数字高程模型（DEM）数据作为构建月表地形模型的数据源,并利用ArcGIS、Cass和AutoCAD等软件的功能及其之间的连接关系,研究了基于月球探测数据构建月表三维模型的技术和方法。以月表撞击坑Lichtenberg为例,建立了撞击坑的三维地形模型,并对其精度和影响精度的因素进行了分析。分析结果表明,对于500m分辨率的原始数据,模型误差较小,产生误差的原因主要包括生成等高线的密度、采点间距等因素。     

多普勒展宽效应对康普顿相机成像分辨的影响

在重离子癌症治疗中,康普顿相机是一种非常有应用前景的在线监测离子射程的技术。由于康普顿相机使用晶体探测器来确定伽马射线的位置和沉积能量,因此对这些物理量的测量误差会影响康普顿相机的成像分辨率。除了这些测量误差,多普勒展宽效应也会对相机的成像分辨率产生影响。本文使用开源Geant4软件包分别对150和511 keV的伽马射线在几种晶体材料中产生的多普勒展宽效应进行了角分辨模拟。通过对反投影算法的优化和对成像空间中体素的细化,使得康普顿相机的成像分辨率能够达到1.0 mm以上。本工作还基于角分辨标度,推导了一个可快速估计康普顿相机成像分辨率的近似公式。     

化学增感对光电子时间分辨谱的影响

利用微波吸收相敏检测技术,对AgBrI-T颗粒乳剂中光电子时间行为进行了检测,并获得了自由光电子与浅束缚光电子的时间分辨谱。实验结果表明,在加入Na₂S₂O₃相同的条件下S与S+Au增感中心所起的电子陷阱作用不同,S增感中心所起的作用为深电子陷阱,增感中心由于增加了对光电子的深束缚,从而造成自由光电子与浅束缚光电子的衰减加剧;S+Au增感中心所起的作用为浅电子陷阱,增感中心通过暂时束缚光电子有效降低了光电子与光空穴的复合,减缓了自由光电子与浅束缚光电子的衰减,可见加入KAuCl₄后形成的S+Au增感中心陷阱深度要比S增感中心的陷阱深度浅。从光电子时间分辨谱的变化可以看出S与S+Au增感中心在衰减曲线的不同时域中对光电子衰减的作用表现不同。     

载流子复合对时间分辨法拉第旋转光谱的影响

利用二能级体系速率方程,推导了半导体中探测光探测到的法拉第旋转光谱的理论模型,发现电子-空穴对的复合对法拉第旋转信号随时间的衰减有重要影响,并利用该模型对GaAs量子阱中实验测得的法拉第旋转光谱进行拟合,得到GaAs量子阱材料中的电子自旋弛豫时间为73.5 ps,而直接利用单指数进行拟合得到的电子自旋弛豫时间仅为51.3 ps. 因此,直接利用单指数对法拉第旋转光谱进行拟合得到电子自旋弛豫时间的传统做法是不准确的. 关键词： 自旋弛豫时间 时间分辨法拉第旋转光谱 GaAs量子阱     

基于智能搜寻者优化的频率分辨光学开关重构算法

频率分辨光学开关(frequency-resolved optical gating,FROG)法是目前测量超短激光脉冲的主要方法之一.针对其常用的主成分广义投影重构(principal component generalized projections,PCGP)算法在处理大矩阵FROG谱图时速度会减慢及存在噪音时准...     

Micromegas探测器计数曲线、增益以及能量分辨特性的研究

介绍了自行研制的Micromegas探测器的基本结构和工作原理. 在不同工作气体(Ar和CO₂)配比条件下,利用⁵⁵Fe放射源对该探测器的能量分辨、计数曲线和气体增益等特性进行了较为详尽的测试. 对相关结果进行了讨论. 关键词： Micromegas探测器 计数曲线 能量分辨率 增益     

角分辨光电子能谱数据的快速拼接算法设计

根据角分辨光电子能谱的实验特点,提出快速拼接算法:首先生成均匀分布的动量点,然后逆用角度-动量转换公式获取对应的角度值,最后在角度空间进行插值.由于避开了普通插值的三角剖分和几何排序等复杂耗时过程,快速拼接算法能将运算速度提高2个数量级,插值的效果和传统插值方法相当.结合并行运算,还可进一步提高数据处理速度.     

不同提取方法对小花棘豆总生物碱提取率的影响

采用乙醇浸提-有机溶剂萃取法、超声波辅助提取法、乙醇浸提-柱层析分离法3种方法提取小花棘豆中的总生物碱,比较3种方法总生物碱的提取率.3种方法的总生物碱提取率分别为0.0008％、0.0032％、0.0080％.故选用乙醇浸提-柱层析分离法.通过正交试验,得到乙醇浸提最佳工艺条件为:提取温度30℃,乙醇浓度75％,物料...     

激光频带宽度对二次谐波时空分辨结构的影响

本文报道用条纹相机在沿与激光光轴成90°方向拍摄的二次谐波发射的时空分辨结构,宽频带激光打靶与窄频带激光打靶表现出明显的差异,用孤立波产生理论进行分析,得出与实验基本相符的结果。 关键词：