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FTIR多光谱显微图像信息提取方法研究及应用的综述报告
FTIR多光谱显微图像是将化学成分和光学图像结合起来的一种显微成像技术，其图像获得更加的信息量，可以通过图像信息提取来识别分子结构和成分。本综述将详细介绍FTIR显微成像技术，探讨多光谱图像的信息提取方法及其应用。
一、FTIR显微成像技术概述
红外光谱技术已成为一种广泛应用于生化、材料、力学等科学领域中的一种分析检测技术，特别是在生物医学领域，具有诸多优势。传统的FTIR光谱技术为宏观样品提供了可靠的表征，但在样品尺寸小于宏观尺寸时会失效。因此，FTIR显微成像已成为研究小尺寸样品的理想选择。
FTIR显微成像集成了显微镜、光谱仪和控制软件，可以获取显微图像和化学成分信息。当样品被照射后，分子振动产生的红外吸收谱可以被记录下来。对于成像部分，可以使用FTIR显微镜扫描样品表面，从而可以获取红外光谱图谱以及显微图像，相应作图可以显示分子化学成分的分布情况。
二、多光谱图像的信息提取方法
1.PCA
PCA是一种无监督技术，通过减少冗余和相关性信息来减少数据集的复杂性。PCA方法通过线性变换将原数据以新的方式表示，并选择具有最大分散度的光谱通道。因此，PCA可以用于选择最具代表性的fingerprint区域，以便在较小的数据集中进行更好的分辨。
2.PLS
PLS是一种监督方法，可以如同PCA一样减少数据复杂性，但是它还可以作为预测方法使用。通过分析吸收谱，PLS可以帮助确定样品的化学组成。该方法通过建立样品成分和光谱读数之间的线性模型，以便分析样品中的化学成分，并可以预测未知样品的化学成分。
3.基于像素的多元统计分析
这种方法可以提取图像中所有像素的化学信息，并在空间范围内显示分布。此方法将像素之间的光谱相互作用纳入考虑，并总结出像素之间的统计关系。这种方法可以检测到没有在PCA和PLS中纳入的色散区域的化学变化，因此是分析图像中所有变化的理想选择。
三、应用案例
1.药物制剂调查
应用FTIR显微成像技术，可以调查Pharmaceutical-basedformulations的分布情况和化学变化。在相关的应用案例中发现，使用的药物制剂中存在不均匀分布的问题，不同药物的化学成分也存在不同的分布情况。因此，在制造药物过程中，可以使用FTIR显微成像作为lifequalityassurance的方法，以确保产品质量和制造工艺。
2.造纸行业
FTIR显微成像在造纸行业中的应用已有多年。它可以在样品中监测不同材料的含量和分布和不同纸张的化学成分。FTIR显微成像可以分析纸张的纤维、矿物质和色素，这些信息可以用于纸张的质量控制、生产流程和产品设计。
3.生命科学
FTIR显微成像可以以非破坏性的方式用于细胞和组织的分析。它可以检测到许多分子，如蛋白质、脂质、核酸和多糖。这些分子的红外光谱可以区分不同类型的细胞或细胞群，因此FTIR显微成像可以用于研究生命科学中分子组成的变化。
四.总结
FTIR显微成像技术的应用正在快速扩展，由于它是一种无损伤、无污染的环保技术，因此在多个行业中都有着广泛的应用价值。在信息提取方面，PCA和PLS等方法广泛应用于化学成分分析，而基于像素的多元统计分析方法可以提供更全面的化学信息。因此，FTIR显微成像技术将在化学分析和物质组成研究中发挥越来越重要的作用。