基于红外光谱PCA-LDA统计分析的麻纤维鉴别研究 - 蒋晶晶; 金肖克; 李伟松; 庄莉; 袁绪政; 祝成炎 (丝绸, 2024)
TS127; 亚麻、汉麻与苎麻纤维的成分组成和物化性质高度相似,三者间的分类鉴别是纺织品检验检测领域的难点.本文对不同种类麻纤维的傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)作主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA),创建麻纤维分类判别模型以鉴别三种易混麻纤维.选取亚麻、汉麻和苎麻纤维各60组作为样品集进行脱胶清洗处理并采集ATR-FTIR光谱.光谱归一化后对800～2 000 cm-1波长的光谱作主成分分析,分析结果显示:随着主成分个数增加,主成分分数依据麻纤维类别逐渐显现聚类趋势,同时前12个主成分对归一化红外光谱数据的累计贡献率超过99.5％.以训练集前12主成分数为自变量,以麻纤维种类为因变量,通过线性判别分析构建了分类判别模型(典型判别函数和分类函数).模型验证结果显示:典型判别函数可使前12个主成分分数矩阵根据麻纤维样品类型形成良好的聚类,分类函数对训练集和测试集中所有纤维样品的分类准确率达到100％.此外,PCA-LDA分类判别模型留一交叉验证的分类准确率仍能达到99.6％.结果表明,不同类别麻纤维的ATR-FT1R光谱存在差异,基于麻纤维ATR-FTIR光谱的PCA-LDA统计分析可实现亚麻、汉麻和苎麻三种易混麻纤维的快速无损鉴别.