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中文摘要：
界面成像分析是生命、材料体系性质与功能研究的重要内容。本项目依据复杂功能界面微区化学表征的空间与光谱的重叠特征，以共聚焦光学显微分析与成像技术为基础，运用具界面选择性的振动光谱测量模式，建立振动光谱表面增强方法与界面原位测量装置，构建具有较高灵敏度与稳定性的功能界面原位多维化学成像研究技术，实现界面微区的空间分辨与多变量红外、近红外及拉曼光谱表征；利用多变量图像的特征数据结构及空间相关性，开展多变量图像模式分割、特征图像表示、区域分辨、判别与相关分析算法研究，发展一系列多变量图像解析的新型化学计量学方法。系统开展多维化学成像及多变量图像解析在传感器的响应机理、催化剂的表征与催化机理、细胞与组织的生物活性、功能材料与超薄膜的性质等研究，为化学与分子水平上研究功能界面提供理论与技术基础。
结论摘要：
提出空间导向凝聚法作多变量图像分割及界面微区结构鉴定，建立了以各组份特征浓度图像为基础的图像分割算法，获取光谱域和空间域均严重重叠的界面体系微区结构的半定量及定量组成信息。成功处理了混合晶型药片的激光共聚焦拉曼成像数据。分析了高密度共混聚合物的空间分布。发展了以空间选择性与光谱选择性为基础的纯变量分辨技术，对磺胺类药片进行快速无损分析。提出纯变量分辨的最大化几何单纯形算法，开展共混聚合物的激光共聚焦拉曼成像研究。研制了电化学界面原位拉曼成像薄层测量池，在不同介质中考察了具多吸附位点的多种成膜分子自组装金属表面过程。借量化计算解析自组装单分子膜的界面形态与分子取向。考察相关电化学性质与表面增强拉曼散射的机理，为传感器设计提供依据并开展了相关新型的生物传感技术的研究。以建立多变量图像解析新方法为总目标，开展了相关的一系列新型化学计量学基础算法研究，包括顶点顺序投影二维分辨纯变量算法、三线性数据渐进分析、交替惩罚三线性分解、变量分区组合算法、粒子群优化的逐步超球建模、超球生长团聚、多层前向网络的支持向量机（SVM）学习算法、及多种SVM 优化模型，等。
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