为了能够快速准确地检测白酒年份酒的年份, 采用了平行因子算法和光谱相似度算法对白酒年份酒与基酒的3维荧光光谱进行分析, 分别建立了高年份基酒体积分数的测定函数和年份酒年份测定函数。结果表明, 高年份基酒体积分数测定误差不超过0.02, 平均加标回收率为100.28%, 年份测定误差小于1年; 基于3维荧光光谱快速测定白酒年份酒年份的方法, 解决了由于3种基酒配制年份酒的3维荧光光谱复杂性而导致的年份酒年份鉴别困难问题。该研究为多种基酒配制年份酒的年份检测问题和其中基酒体积分数的确定提供了参考。

高光谱成像技术不仅可以获得样品的图像信息, 每个像素点还包含了光谱信息, 因其信息量丰富的特点已在食品安全检测方面得到了应用。 该研究应用近红外高光谱成像技术检测面粉中偶氮甲酰胺。 分别采集纯偶氮甲酰胺、 纯面粉和面粉中10种不同浓度偶氮甲酰胺混合样品的高光谱图像。 通过比较纯偶氮甲酰胺和纯面粉的平均漫发射光谱, 找到两者区分度较大的4个吸收波段: 1 574.38, 2 038.55, 2 166.88和2 269.91 nm。 采用二阶导数对样品图像中的像素点光谱进行预处理, 通过光谱角制图、 光谱相关角和光谱相关性度量三种光谱相似性分析方法对混合样品中的偶氮甲酰胺像素和面粉像素进行检测。 结果表明, 预处理后的平均光谱不能有效检测面粉中偶氮甲酰胺; 单像素点光谱结合光谱相似性分析实现了混合样品中偶氮甲酰胺像素和面粉像素的分类; 分类结果的验证显示了偶氮甲酰胺像素和面粉像素的正确分类。 研究结果为利用高光谱技术检测面粉中添加剂提供了方法支持, 为食品中掺杂物的检测提供参考。

为扣除溶剂或其他背景组分的干扰, 测量红外光谱时常常需要获得期望强度的高质量背景单光束谱。 通常, 实验上获得期望强度的背景谱是极其困难的。 为实现这一重要且十分困难的目标, 引进了杂化单光束谱的概念。 同一溶液但不同厚度的b1和b2的两样品的单光束谱分别为b1和b2, 则定义它们的线性组合α=αb1+(1－α)b2为杂化单光束谱, 其中α(0≤α≤1)称为组分因子。 调整组分因子α数值, 就可以精确调控杂化谱的强度。 在合适的条件下, 杂化谱α与厚度为b2－αb2+αb1的真实样品的光谱高度类似, 即b2－αb2+αb1≈α。 因此, 不用制备厚度为b2－αb2+αb1的样品, 其单光束谱可以用α来替代。 随着α变化, 可以得到不同的α, 厚度在b1和b2间的真实样品的单光束谱都可用相应的α来替代。 实验结果证实, 杂化谱提供了一种简单和易操作的扣除背景干扰的高效方法。

利用一种宽波段伪装网和超光谱成像仪进行了光谱成像伪装干扰试验, 基于实施干扰前后光谱图像数据光谱特性的变化, 利用光谱相似性度量指标, 提出了一种用于评估光谱成像干扰效果的光谱距离准则, 结合光谱成像伪装干扰试验结果, 对该准则的适用性进行了验证分析.结果表明, 在试验条件下, 有效伪装区光谱图像像元在伪装前后光谱向量之间的光谱距离可达0.14~0.5, 具体幅值大小因伪装前的目标特性、伪装网层数、超光谱成像仪增益等因素而异, 而非伪装区和无效伪装区光谱图像像元的光谱距离都在0.05以下, 可见在对目标实施有效的伪装干扰前后, 伪装区像元的光谱距离通常会显著大于非伪装区, 而且伪装效果越显著, 光谱距离就越大.因此, 光谱距离可以定量反映干扰对像元光谱特性的影响, 并能鉴别不同干扰效果之间的细微差别, 所以可用于定量、客观评估光谱成像干扰效果.

提出一种结合高分辨率遥感图像的光谱相似性与相位一致边缘检测模型的分水岭分割方法.分水岭分割算法的性能依赖于图像边缘梯度图.利用同类地物的光谱相似性特点, 可有效抑制相位一致模型边缘检测中产生的伪边缘和噪声信息, 从而获得更好的遥感图像分割结果.首先基于目标像元与其邻域像元之间的光谱曲线距离之和定义光谱相似性模型, 结合相位一致模型获得边缘响应强度; 然后利用自动标记分水岭变换方法实现高分辨率遥感图像分割.基于此方法和其它方法进行了分割实验, 并利用基于多光谱信息熵方法对分割结果进行了非监督评价和比较, 同时对比分析了计算耗时.结果表明此方法可有效抑制遥感图像过分割现象, 并取得较好的分割结果.

基于高光谱辐亮度图像直接进行目标探测可以提高数据处理效率, 满足实时处理的要求。 然而遥感器所获取的辐亮度光谱信息会受到大气的影响。 通过对高光谱成像过程的模拟, 分析大气状态变化对辐亮度图像中目标探测性能的影响。 研究结果表明: 高光谱辐亮度图像可以直接用于目标探测, 不同的大气状态对RXD异常探测影响很小, 而MF探测则受输入光谱准确度的影响, 待检测目标的辐亮度光谱要求与辐亮度图像获取时的大气状态一致, 才有良好的效果。

光谱相似性测度是高光谱遥感影像定量化分析和精细地物直接识别的基础, 光谱特征的选择和刻画方式是光谱相似性测度的关键。 研究表明, 利用光谱的单一特征无法全面反应地物光谱间的相似性, 光谱识别时需要综合考虑光谱的多种特征。 本文在几何距离、 相关系数和相对熵的基础上提出了一种结合多种光谱特征的新型光谱相似性测度, 即光谱泛相似测度（spectral pan-similarity measure, SPM）。 在进行光谱相似性分析时, SPM综合考虑光谱矢量大小、 光谱曲线形状和光谱信息量三种光谱特征信息。 基于美国地质调查局矿物光谱库和机载OMIS高光谱遥感影像进行试验, 结果表明相对只考虑一种或两种特征的光谱相似性测度, SPM具有更强的光谱判别能力和更小的光谱识别不确定性。

提出了一种新的高光谱图像波段选择方法?波段最大筛选法(Maximum Band Screening, MBS)，它将每个波段的像元光谱分量看成一条波段向量，利用光谱相似性度量比较波段与已选波段的不相似性，从而从原始波段中选择信息量既大、又有区别性的波段。为了验证MBS 的有效性，将其用于高光谱图像异常探测，设计了异常探测算法。该算法首先从高光谱图像中提取异常目标光谱，噪声白化后，进行MBS 波段选择，最后将选出的波段用于自适应余弦估计(Adaptive Coherence Estimator, ACE)目标探测。采用AVIRIS 高光谱图像将MBS 与另外两种波段选择算法进行比较分析，实验结果表明，在MBS 选出的仅占全部波段8%的波段上，ACE 算子具有较高的探测性能。

提出一种新型光谱相似度量核函数，并应用于高光谱异常检测.由于高斯径向基核函数是基于光谱向量间欧式距离的度量，其对于光谱向量间距离变化的适应性较强，而对于因光照强度变化，阴影和遮挡等引起的同种地物光谱变化的适应性较弱，使得基于高斯径向基核的高光谱异常检测算法性能下降.为解决该问题，从光谱曲线形状描述出发，基于光谱相似度量提出了光谱相似度量核函数.通过理论分析和真实高光谱数据异常检测实验检验，实验结果说明相对于高斯径向基核函数，光谱相似度量核函数具有一定的优越性，能改善基于核方法的高光谱异常检测算法的性能.