第32卷，第5期 2012年5
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32,No. 5-pp1274-1277
May,2012
利用曲波变换的SVM非线性激光荧光光谱油种实时识别方法
李颖，陈澎，兰国新，于纯妍大连海事人学环境信息研究所，辽宁大连116026
摘要提出-一种非线性激光荧光光谱实时识别方法，首先利用离散曲波变换对预处理的荧光谱进行分解，得到不同角度和尺度的变换系数，并利用二层分解中的低频系数形成特征向量；然后构建承油、案油、原油等船舶常见油种的支持向量机进行训练；最后利用训练好的支持向量机进行油膜光谱分类，结果表明，采用基离散曲波变换和支持向量机的分类方法，不依赖大样本训练，输人向量为曲波分解后的低赖系数部分，训练样本少，支持向量数量大幅降低，从而缩短运算时间，其有实时性，与传统方法比较，更为有效，识别率更高。
关键词
曲波变换；激光荧光光谐：油种识别
中图分类号：X87 引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j issn. 10000593(2012)05-1274-04
各向异性特点，可以很好地通近奇异曲线，其在二维信号处理的某些能力略优于小波变换。
利用不等分快速傅里叶曲波变换（unequally-spacedfast
随着全球经济的快速复苏，国家乃至世界对石油类产品需求不断增长，石化产业的发展、油码头扩建、石油运输、海上石油勘探等，必然会增大海上澄油污染风险。美国累西册湾石油泄漏事件与大连7.16溢油事故史加突出了登油快速实时监测的必要性以及加强溢油应急能力的紧追性，海上整油常见油种有各类原油，船舶燃烧重油、荣油，以及船用制滑油等几大类，快速识别澄油种类，对于油源追踪、应急以及事故评估、执法等都具有重要意义。
机载激光雷达通过发射周定波长的紫外波段激光激励海面溢油油膜产生荧光，通过单远镜收集激发的荧光。根据不同油种的荧光发射待性，可以从光谱1-"和时间[34两个方面分析识测海面油膜种类。通常的方法是根据荧光光谱的不同强度和形状或根据同一测量条件下荧光寿命的差别通过人工识别，需要丰富的经验，且耗费时间较长：如提取全波段来进行分析识别，势必受光谱中大量允余信息、背景噪声及系统赚声等十扰。
常用的一紫光谱识别方法，如主成分分析法（primary conponentanalysis，PCA）、相关系数法[s]，模式匹配算法(6.门、神经网络算法89)等，其共同特点就是需大样本支持，且训练时间长，判别效率也不十分理想，不能作为机载探测条件下的油膜荧光实时识别方法。曲波变换算法(Cur velet)保留小波变换(Wavelet)方法多尺度的特点()，并具有
收璃日期：2011-08-15，修订日期：2011-11-11
基金项目：国家自然科学基金项甘（41071260，41171329)资助
作者简介：李预，女，1968年生，大连海事大学教授万方数据
Fouriertransforms，USFFT)方法，选取低频系数构建特征向量，作为SVM输人变量得到最优分类，实现机载条件下激光荧光油种快速识别。
快速离散曲波变换
在频域中，curvelet基支撑区间表现为"形”，如图1 阴影部分所示。这种"衡形"支择区间实际上.是“方向性"的一种体现，因此称curvelet基具其有"各向外性”，在衡形分块中，只有当通近基与奇异性特征重登，即其间与命异性特征的几何形状匹配时，才具有较大的curvelet系数。
采用文献[11]中介绍的USFFT离敢变换方法。连续域中频率窗口U，将频域光滑地分成角度不同的环形，这种分割并不适合二维笛卡尔坐标系以进行数字处理。因此，采用同中心的方块区域0，来代替，如图1所示，
其算法过程是(12)；
（1）对给定一个笛卡尔生标下的二维函数，进行二维停里叶变换，获得频率阵列几m，J.其中，一n/2 (2）对任一尺度参数j和方间参数l，插人可，了以获得几mn一ntano」，式中，6为能转角度
(mm) E P, = ((mn);m.o ≤m e-mail: yldmu@126,com