提出一種結(jié)合分層聚類和判別分析對筆跡成分進行分類檢驗的方法。利用激光顯微共聚焦拉曼光譜儀對收集的市面上常見的130支黑色簽字筆筆跡樣本進行檢測。對測量數(shù)據(jù)進行Savitzky-Golay卷積平滑和Z-score標準化處理,利用組間連接法、組內(nèi)連接法和離差平方和法三種分層聚類方法對數(shù)據(jù)進行分類,將三種聚類方法所得分類結(jié)果作為判別依據(jù)進行判別分析,檢驗聚類方法的正確率。結(jié)合聚類樹狀圖與正確率,最終選擇在分類數(shù)為4時原始分類結(jié)果正確率為100%、留一交叉驗證分類結(jié)果正確率為98.5%的離差平方和法,提出了適用于黑色簽字筆筆跡拉曼光譜數(shù)據(jù)的分層聚類方法和判別驗證方法。

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圖2 三種分層聚類方法結(jié)果

三種分層聚類方法定義的分類距離標準不同,所得出結(jié)果也存在著差異。為尋求最適合黑色簽字筆筆跡樣本拉曼光譜數(shù)據(jù)的聚類分析方法,分別使用三種分層聚類方法對經(jīng)預處理后的數(shù)據(jù)進行聚類,聚類結(jié)果樹狀圖見圖2.由圖可知,分層聚類將樣本之間的相對距離映射為0、5、10、15、20的量化值,數(shù)字越....

圖3 判別函數(shù)得分圖

綜合原始分類結(jié)果正確率和留一交叉驗證分類結(jié)果正確率,選用離差平方和法作為聚類方法所得到的分類結(jié)果準確性較高且各分類數(shù)下分類情況較為穩(wěn)定。由于當分類數(shù)大于4時,兩種驗證方法正確率逐步降低,既要保證分類足夠細致又要保證分類正確率,因此選擇的分類數(shù)應為正確率下降拐點處即應分為4類。為直....

圖1 130支黑色簽字筆筆跡樣本拉曼光譜圖

經(jīng)預處理后,130支黑色簽字筆筆跡樣本拉曼光譜圖見圖1,由圖可知,只有較小部分筆跡樣品拉曼光譜圖與其他樣品明顯區(qū)分開來,大部分樣本譜圖存在明顯的交叉重疊現(xiàn)象。但不同樣本之間特征峰波動差異情況較為顯著,為進一步的區(qū)分提供了基礎(chǔ)。分層聚類可分為Q型聚類分析和R型聚類分析,Q型聚類分析....

本文編號：4040373