FTIR多光譜顯微圖像融合技術(shù)的研究及應(yīng)用.pdf

1、傅立葉紅外(FTIR)顯微成像技術(shù)是在紅外光譜技術(shù)的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新興的微區(qū)分析技術(shù)。與傳統(tǒng)的可見光成像技術(shù)相比，F(xiàn)TIR顯微成像技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)在于其測試過程中成像干擾小，不破壞樣本基體，并且直觀可視化。因此，近幾年FTIR多光譜顯微成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品安全、藥品檢測、文物鑒定等領(lǐng)域。然而，一直以來由于軟硬件條件的限制，使得數(shù)據(jù)分析方法和比對(duì)準(zhǔn)確率受到了很大的限制，因此探求FTIR顯微技術(shù)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理方法成為FTIR

2、應(yīng)用的重要研究課題。本課題研究中使用國際領(lǐng)先的Spotlight-400紅外顯微成像系統(tǒng)采集圖像數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上探索多光譜圖像特征優(yōu)化融合方法，這在輔助病理分析及食品藥品檢測等領(lǐng)域有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。文主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先，介紹了FTIR顯微成像技術(shù)的基本原理及樣品制備方法，并闡述了本文實(shí)驗(yàn)采用的國際領(lǐng)先的Spotlight-400光譜儀的技術(shù)指標(biāo)和其紅外成像特點(diǎn)，介紹了其強(qiáng)大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
　　

3、接著，研究了多光譜顯微圖像的特征提取方法。重點(diǎn)研究了基于主成分分析的特征提取算法。并通過將化學(xué)計(jì)量學(xué)模型與模式識(shí)別基本方法相結(jié)合，提出了結(jié)合朗伯-比爾模型的PCA特征提取算法，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析證明了該方法的有效性。
　　 隨后，研究了多光譜顯微圖像的融合方法。將當(dāng)前流行的二維經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(BEMD)方法應(yīng)用到多光譜圖像融合中。本文根據(jù)顯微多光譜圖像融合的需要，綜合考慮了圖像的分解速度、圖像的性質(zhì)和融合后圖像的質(zhì)量等因素，針對(duì)二維

4、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中的幾大主要問題，包括極值點(diǎn)的選取、包絡(luò)面的插值、篩分停止準(zhǔn)則以及數(shù)據(jù)邊界問題的處理等進(jìn)行了詳細(xì)地討論。然后，在充分考慮了顯微圖像的細(xì)節(jié)信息以及光譜特征的同時(shí)對(duì)分解后的圖像進(jìn)行融合。實(shí)驗(yàn)表明，與基于小波變換的融合方法相比，該方法不僅具有自適應(yīng)性，而且融合后的圖像更好地保留了光譜細(xì)節(jié)信息。
　　 最后，本文針對(duì)Spotlight-400采集的FTIR多光譜顯微圖像提出了一套有效的處理方法-基于主成分分析和BEMD的多光