基于RBFNN-FDA模型對(duì)塑料拖鞋鞋底的拉曼光譜研究

田陸川， 楊 俊， 姜 紅

(中國(guó)人民公安大學(xué) 偵查學(xué)院， 北京 100038)

0 前言

塑料拖鞋鞋底是案件現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)物證之一，通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)殘留的塑料拖鞋鞋底或殘?jiān)⑴c已知來(lái)源樣品比對(duì)，可以推斷拖鞋的產(chǎn)地等信息，為獲取偵查線(xiàn)索、開(kāi)拓偵查思路提供幫助。目前，法庭科學(xué)檢驗(yàn)塑料的方法有：紅外光譜法[1]、拉曼光譜法[2]、X射線(xiàn)熒光光譜法[3]、掃描電鏡/能譜法[4]、薄層色譜法、熱分析法、裂解氣相色譜法等。其中，拉曼光譜法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、無(wú)需前處理等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于司法鑒定中。

塑料拖鞋是最常見(jiàn)的拖鞋種類(lèi)，一般由樹(shù)脂及塑料助劑(增塑劑、阻燃劑等)制成。由于不同拖鞋的用途與使用場(chǎng)景不同，生產(chǎn)廠家所選擇的主要成分和填料也不盡相同，相同成分的配比也可能不同，這種差異導(dǎo)致了不同拖鞋對(duì)應(yīng)拉曼光譜圖的峰數(shù)和峰位的不同，為檢驗(yàn)區(qū)分拖鞋鞋底種類(lèi)和材質(zhì)提供了依據(jù)。筆者創(chuàng)新性地將統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用到了拉曼數(shù)據(jù)解析中，利用主成分分析對(duì)拉曼數(shù)據(jù)降維，將提取到的3個(gè)主成分代替原有數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)，將收集到的43個(gè)樣本分為4類(lèi)，再利用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBFNN)與Fisher判別分析(FDA)建立基于系統(tǒng)聚類(lèi)結(jié)果的預(yù)測(cè)模型(簡(jiǎn)稱(chēng)RBFNN-FDA模型)，經(jīng)驗(yàn)證后FDA的準(zhǔn)確率為97.7%，RBFNN的準(zhǔn)確率為100%，效果顯著。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及條件

實(shí)驗(yàn)儀器：FinderVista顯微共聚焦激光拉曼光譜儀，北京卓立漢光儀器有限公司。

實(shí)驗(yàn)條件：激光光源為785 nm，激光功率為20 mW，積分時(shí)間為50 s，波數(shù)為190～2 900 cm-1，掃描次數(shù)為5，點(diǎn)掃描方式。……