[發(fā)明專利]一種礦物光譜吸收特征參數(shù)的提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410317814.8
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104076003B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瀚波;趙英俊;潘蔚;伊丕源;尹力;張東輝
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/359
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種參數(shù)提取的方法，具體涉及一種礦物吸收特征參數(shù)提取的方法。

背景技術(shù)

礦物光譜研究表明，含金屬陽離子、水、羥基或碳酸根陰離子基團(tuán)的巖石礦物在可見光—近紅外光譜范圍內(nèi)具有一系列診斷性光譜吸收特征，不同巖石礦物具有不同的光譜特征。研究不同礦物在可見光-近紅外的診斷性光譜吸收特征，可直接識別礦物類型和礦物組分，定量反演地物及其組分相對含量。許多礦物的光譜吸收特征往往差異微小，因此運用合理的技術(shù)方法準(zhǔn)確提取礦物的診斷性光譜吸收特征至關(guān)重要。

光譜微分法是一種傳統(tǒng)的光譜特征提取方法，它通過計算不同波段位置的差值以確定光譜彎曲點及最大最小反射率的波長位置，從而獲取礦物的光譜特征。光譜微分法的主要應(yīng)用包括提取不同的光譜參數(shù)，如波段波長位置、深度和波段寬度，以及分解重疊的吸收波段和提取各種目標(biāo)參數(shù)。光譜微分法和其他的一些基于統(tǒng)計學(xué)的光譜特征提取方法，都是一種單純的基于波形的時域分析方法，沒有考慮礦物光譜信號的頻域特征，無法將時域和頻域內(nèi)的礦物光譜吸收特征綜合起來進(jìn)行分析，光譜吸收特征參數(shù)提取精度必然有所影響。同時，光譜微分法的在求導(dǎo)過程會放大噪聲信號，因此求解的結(jié)果對光譜的噪聲會非常敏感。由于受測量儀器靈敏度、大氣、地形、光照等因素的影響，在野外進(jìn)行巖石礦物光譜測量時，不可避免會將各種噪聲引入原始信號中，而由于光譜微分法對噪聲的高度敏感性，因此難以通過該方法精確獲取礦物的光譜吸收特征參數(shù)。

小波分析方法在地物光譜特征提取中有所應(yīng)用，如利用局部相鄰的正負(fù)極值點找出對應(yīng)于原始光譜曲線上每個吸收帶的左右邊界，從而提取左右邊界和中心波長位置。但這種方法沒有考慮地物的不同光譜吸收規(guī)模與小波分解高頻信號尺度的對應(yīng)關(guān)系，往往應(yīng)用同一級別的高頻信號求解不同規(guī)模的礦物吸收特征，沒有充分利用小波變換多分辨率的優(yōu)勢，光譜特征參數(shù)的提取精度會受到影響。同時，傳統(tǒng)的小波分析地物光譜特征提取方法僅提取了礦物光譜特征中的左右邊界和中心波長位置，對于光譜吸收特征的描述不夠全面，在巖石礦物成分的定量分析和研究方面有所欠缺。

如何充分利用小波變換多分辨率和時頻分析的優(yōu)勢，如何利用小波變換高頻信號全面描述礦物光譜吸收特征參數(shù)，從而自動精確提取礦物的光譜吸收特征，是本發(fā)明重點解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種根據(jù)礦物吸收規(guī)模的不同，自動選擇不同尺度的小波分解高頻信號求解光譜吸收特征的方法，并通過相應(yīng)高頻信號自動求解礦物不同吸收特征的歸一化規(guī)模、歸一化對稱性、左右邊界突變程度、中心波長位置和左右邊界位置等重要參數(shù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種礦物光譜吸收特征參數(shù)的提取方法，包含以下步驟：

步驟一、測量礦物光譜；

步驟二、通過均值法對礦物光譜進(jìn)行噪聲處理；

步驟三、按照小波分解的級數(shù)對噪聲處理后的礦物光譜數(shù)組進(jìn)行插值；

步驟四、對礦物光譜信號進(jìn)行離散小波分解；

步驟五、根據(jù)小波分解后的第一級高頻信號求解礦物不同吸收谷的歸一化規(guī)模參數(shù)；

步驟六、根據(jù)不同級別的小波高頻信號求解礦物的光譜吸收特征參數(shù)。

具體為以下步驟：

步驟一、測量礦物光譜，將礦物光譜數(shù)據(jù)讀入一維數(shù)組中，得到光譜數(shù)據(jù)S_s(λ)，其中λ為光譜波段號，下標(biāo)s為礦物光譜編號；

步驟二、通過均值法對礦物光譜進(jìn)行噪聲處理，對某一礦物測得的S_s(λ)按波段求和后取平均，設(shè)共對礦物進(jìn)行了N次光譜測量，則礦物平均光譜的求解公式為：

A(λ)=Σs=1NSs(λ)/N]]>

步驟三、按照小波分解的級數(shù)對噪聲處理后的礦物光譜數(shù)組A(λ)進(jìn)行插值，該步驟包含以下子步驟：