Н.С. Васильев, А.Н. Морозов
6
Если это максимальный элемент в строке блока
N
на
N
и он пре-
вышает порог срабатывания, то вещество распознается верно. Жир-
ным шрифтом в матрице отмечены коэффициенты, соответствующие
правильному распознаванию. Если порог превышен для недиаго-
нального элемента в блоке
N
на
N
, то это приводит к ложным сра-
батываниям.
Задача идентификации сводится к классификации 10 зашумлен-
ных спектров по пяти эталонным. Для оценки качества классифика-
тора строили ROC-кривые [16]. Этот метод применяется в теории об-
работки сигналов (впервые в США для повышения качества распо-
знавания объектов по радиолокационному сигналу). В данной работе
для определения качества распознавания веществ по спектрам ис-
пользовался ROC-анализ. Входными данными для построения кривой
являлись значения в матрице коэффициентов соответствия. Сначала
порог срабатывания для нее устанавливался равным единице. При
таком значении порога число ложных и верных срабатываний почти
всегда равняется нулю. Затем порог уменьшался и в результате появ-
лялись правильные распознавания, а кроме них – ложные. Доли лож-
ных и правильных срабатываний отмечались точкой на соответству-
ющих осях. Если классификатор случайным образом выдает резуль-
тат, то ROC-кривая такого классификатора будет близка к прямой
линии.
Для анализа эффективности методик построены ROC-кривые
для одно- и двухдиапазонных алгоритмов при подсветке источни-
ками возбуждающего излучения с длинами волн 280 и 310 нм. Для
минимизации использовались функционалы, рассчитанные по фор-
мулам (1)–(5). Результаты представлены на рис. 2.
Видно, что при подсветке возбуждающим излучением с длиной
волны 280 нм конечный спектр оказывается менее зашумленным, чем
при длине волны 310 нм. Это позволяет оценить эффективность ал-
горитмов при использовании спектров в различных диапазонах длин
волн с различным отношением сигнал/шум. Согласно рис. 2,
a
, ис-
пользование диапазона длин волн 310 нм приводит к менее надеж-
ным результатам, площадь под ROC-кривой составила 0,72 против
0,92
для длины волны 280 нм. При использовании совместных алго-
ритмов площадь под ROC-кривой в большинстве точек оказалась
между аналогичной для одного диапазона длиной волны 280 нм и
длиной волны 310 нм. Площади под ROC-кривой для алгоритмов,
использующих функционалы, рассчитываемые по формулам (3)–(5)
составили соответственно 0,87, 0,89, и 0,84.
Таким образом, предложенный алгоритм позволяет проводить
идентификацию веществ по набору различных спектров одного и то-
го же вещества. Из предложенных функционалов от невязок в методе
