基于NLMS自适应滤波的近红外光谱去噪处理方法研究

作者:陈丛;卢启鹏;彭忠琦 刊名:光学学报 上传者:朱红梅

【摘要】为了去除直接采集的近红外(NIR)光谱中含有的噪声,将归一化最小均方(NLMS)自适应滤波方法引入到NIR光谱去噪领域中。以51份土壤样品的NIR光谱为研究对象,探讨NLMS自适应滤波方法在NIR光谱预处理中的应用,并将处理后的结果与土壤中有机质的含量相关联,建立模型。结果表明,通过NLMS自适应滤波去噪后的光谱,预测集的相关系数r由处理前的0.8284提高至0.9654,预测均方根误差(RMSEP)由处理前的0.3385降至0.1606。由此可见,NLMS自适应滤波对NIR光谱的去噪有显著效果,可以有效地提高光谱的分析精度和模型的稳健性,为NIR光谱的预处理提供了一种新方法。

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第32卷 第5期 光 学 学 报 Vol.32,No.5 2012年5月 ACTA OPTICA SINICA  May,2012基于 NLMS自适应滤波的近红外光谱去噪处理方法研究陈 丛1, 2 卢启鹏1 彭忠琦1 1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林 长春130033 2 中国科学院研究生院,北京( )100049 摘要 为了去除直接采集的近红外(NIR)光谱中含有的噪声,将归一化最小均方(NLMS)自适应滤波方法引入到NIR光谱去噪领域中。以51份土壤样品的 NIR光谱为研究对象,探讨 NLMS自适应滤波方法在NIR光谱预处理中的应用,并将处理后的结果与土壤中有机质的含量相关联,建立模型。结果表明,通过 NLMS自适应滤波去噪后 的光谱,预测集的相关系数 r 由处理前的0.8284提高至0.9654,预测均方根误差(RMSEP)由处理前的0.3385降至 0.1606。由此可见,NLMS自适应滤波对 NIR光谱的去噪有显著效果,可以有效地提高光谱的分析精度和模型的稳健性,为 NIR光谱的预处理提供了一种新方法。 关键词 光谱学;预测均方根误差;相关系数;归一化最小均方自适应滤波;去噪 中图分类号 O657.1   文献标识码 A   doi:10.3788/AOS201232.0530001 Preprocessing Methods of Near-Infrared Spectrum Based on NLMS Adaptive Filtering Chen Cong 1, 2 Lu Qipeng 1 Peng Zhongqi  1 1  State Key Laboratory of Applied Optics , Changchun Institute of Optics , Fine Mechanics and Physics , Chinese Academy of Sciences , Changchun , Jilin 130033, China 2  Graduate University of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049, 烄烆 烌烎 China Abstract The normalized least mean square(NLMS)adaptive filtering method is introduced to get the preprocessingof near-infrared(NIR)spectrum in order to deduct the noise from Near-infrared spectrum.Fifty-one soil samples areserved as the target and the application of NLMS adaptive filtering method in NIR spectrum preprocessing isdiscussed.The result after denoising is related to the real organic content of soil samples,then constructing  a modelaccording to this.Experimental results show that the correlation coefficient of the prediction set is

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