[发明专利]基于光谱特征细分和分类器级联的有机化学品定性判定方法

摘要

本发明涉及一种基于光谱特征细分和分类器级联的有机化学品定性判定方法，首先对有机化学品的光谱特征进行细分，然后选取不同的特征采用聚类分析方法构建单个分类器，然后将构建的单个分类器进行级联，形成级联的分类器，实现对未知有机化学品的层层筛选、逐级分类，最终得到判定结果；该方法利用线性判别式分析等方法，对光谱进行特征细分，建立级联的分类器，经过层层筛选，最终实现各类化学品的定性判别。该方法具有准确、简便、高效等优点，在进出口化学品检验、危险化学品筛查、废弃和未知化学品处理中具有很好的应用前景。

主权项

一种基于光谱特征细分和分类器级联的有机化学品定性判定方法，首先对有机化学品的光谱特征进行细分，然后选取不同的特征采用聚类分析方法构建单个分类器，然后将构建的单个分类器进行级联，形成级联的分类器，实现对未知有机化学品的层层筛选、逐级分类，最终得到判定结果；其特征在于包括以下步骤：a)光谱的采集与预处理采集一些已知类别和成分的化学品光谱作为训练集；采用透射或漫反射方式采集光谱数据；光谱的预处理可采用平滑、一阶导数、二阶导数和小波变换中的一种或者多种预处理方法；对待判定类别的化学品采用与训练集一致的方法进行光谱采集与预处理；b)光谱特征细分将训练集的光谱进行特征细分，将这些特征分成多组，每组分别用于不同分类器的设计；特征分组按照从粗大到细致的原则；第一级分类器，仅实现几个化学品大类别的准确划分；第二级实现在第一级已判定的大类别中的二级类别的划分；依次进行下去，最终实现化学品类别的准确识别；c)将这些用训练集中的光谱数据建立的分类器进行级联，建立级联的分类器；对每一级分别进行分类器设计：1)第一级识别仅有1个分类器组成，仅实现化学品的大类别划分；在允许一定的假阳性结果，但不允许出现假阴性结果的原则下，选择适当的类别总数，进行第一级的分类器设计；2)第二级在第一级的基础上进行设计，需要设计N₁个分类器，分类器i＝1,2,…N₁分别对应第一级划分的第i＝1,2,…N₁个类别；每个分类器内部针对某一个大类别进行第二次特征细分，分别分为N_i,2个二级子类别，设计原则与a相同，即不允许出现假阴性结果；3)第三级设计及以下各级的设计与b相同，均需要在前一级设计好的基础上，进行进一步的特征细分；4)最终将所有级的分类器进行级联，前一级的输出结果，选定了后一级的分类器，然后输入分类器进行识别，再依次输入下一级，直至最后一级，得到最终的判定结果；d)光谱识别将未知类别的光谱经过与训练集相同的预处理，然后输入使用训练集数据建立的级联分类器，获得最终的判定结果。