第32卷，第6期 2012年6月
光谐学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
反射率归一化用于提高光谱法舌诊信噪比
赵静12，李
Vol.32,No. 6,pp1624-1627
June，2012
哲1，李刚"，林凌"，JeanX.Gao3,4，韩广琳3·
1.天津大学，精密测试技术及仅器国家重点实验室，天律300072
2.天津中医药大学，中医药工程学院，天津300193 3.天津师范大学，物理与电子信息学院，天津300387
4. Computer Scieace and Engineering Department, the Universitry of Texas, Arlington 76019,Americs
摘要为了消除光谱采集中操作方法对测量带来的干扰，以及提高仪器灵缴度和增强样本之间的差异性，将反射率归一化法用于光谱法舌诊数据预处理。采集被检者舌尖反射光谱，计算被测对象的反射率和归一化反射率，比较不同距离采集的同一被测对象反射率和归一化反射率发现，反射率归一化可以消除不同采集距离对反射光谱造成的影响，比较不同样本的反射率和归化反射率曲线以及分类预测模型预测结果，结果衣明反射率归一化法可以增强样本之间的差异性，增强后续疾病快速筛查模型的稳健性和预测能力
关键词反射率归一化；光谱法；舌诊；数据预处理；信噪比
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A
D0I; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)06-1624-04
测结果作比较，结果表明反射率归一化法可以增强样本之间的差异性。
舌诊属于中医望诊的一部分，对于疾病诊断起着非常重要的作用"。应用光谱法舌诊客观化的新方法，将光谱法、黑箱理论和数据挖撕方法相结合进行舌诊疾病快速筛查，操究更多否体所携带的生理病理信息。
然而光谱采集中往往受到环境杂散光以及暗电流等的干扰，对于后期的光谱预测建模造成影响。如何减弱或消除各种非目标因素对光谱的干扰，提高预测模型分辨率和预测准确度，从面提高模型的预测能力和稳健性，是需要解决的间题，对此，学者们提出了一些光谱预处理的方法，常用的光谱预处理方法有平滑算法、多元散射校正、光谱求导、标准正态变量变换、小波变换法、正交信号校正[29]等。
数据增强算法通过消除光谱原始数据中包含的多余信息，增加样品之间的差异性，从而提高预测模型的稳定性和预测能力，本工作提出的反射率归一化即是一种数据增强算法。首先采集被检者舌尖反射光谱，然后计算被测对象的反射率和归一化反射率，通过对不同距离采集的同一被测对象反射率和归一化反射率进行比较发现，反射率归一化可以消除采集距离的不同对反射光谱造成的影响。同时又对不同样本的反射率和归一化反射率曲线比较，以及分类预测模型预
收稿日期：2011-10-09，修订日期：2012-01-08
舌体光谱数据采集
应用反射光谱技术是指将检测器和光源置于被测物的同侧，检测器所检测的是被测物表面反射的光。反射光谱的优点是光谱信息最易实现，而且反射率较高，能够用于非接触测量，适合用于舌体光谱信息的采集。
为了获取舌体更多信息，同时采用可见和近红外光诺仪用于同一被测者舌体光谱数据采集，使用关国海洋公司的 Usb2000和NIR512光谱仪，用实验室白主开发的中医舌诊采集系统软件采样，光源为定制的GY-30光纤耦合漠钨灯，并采用一分三石英光纤进行光传导。测量装置如图1所示。
检测前1h内被测者不能进食，采集时被测者取坐姿，将舌体伸出口外，并自然放松。光纤探头垂直照射舌体，与舌体保持1cm的距离。实验中，近红外光谱仪NIR512的积分时间定为35ms，对同一点采集次数为50，可以采集512 组数据。由于光谱仪特性上的限制，最后进人运算的光谱数据为511组。光谱仪Usb2000设定积分时间为3ms，同一点采集50次，采集到的数据经软件直接转化为光强，光谱仪的待性决定了最终进行后期运算的波长数据有2047组。
基金项目：国家自然科学基金项目(30973964)和天净市应用基础及其前沿技术研究计划项目（10JCYNJC00400，11JCZDJC17100)资助
作者简介：赵静，女，1982年生，天津中医药大学中医药工程学院讲师
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