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¿Qué significa "bin" en un contexto de la espectroscopia

En el siguiente artículo en línea

http://www.star.le.ac.uk/~sav2/stats/a.html

Veo la palabra "bin" que se utiliza, en relación a la espectroscopía de rayos x, tanto como verbo y como sustantivo (personas, tanto en el "bin" de las cosas y hablar de cada uno de los "bin"). También he escuchado que es bateada en otros lugares. Parece ser que hay una muy buena explicación de por qué tendríamos "bin", pero el artículo no parece decir lo que este proceso significa en realidad. En la búsqueda hasta el término veo todo tipo de definiciones, pero sobre todo para hacer con Photometrics.

En lugar de citar las áreas del artículo, que no entiendo, solo pido que, dado el contexto de la espectroscopia, lo que "bin" que significa?

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JRT Puntos 97

Supongamos que estamos analizando el peso de las personas en el reino unido para ver cuál es la distribución de los pesos. Supongamos también se puede medir el peso de precisión arbitraria, de modo que no hay dos personas de pesos será exactamente el mismo. Cuando haya terminado de trazar los datos en un histograma, pero el problema es que debido a que todo el mundo tiene un peso diferente de obtener un histograma que parece (los datos es totalmente ficticio):

No binning

Y esto no es ninguna utilidad para nadie. Usted puede ver que hay algunos de agrupamiento en torno a la media de peso, pero es imposible obtener cualquier detalle de la gráfica.

Ahora supongamos que usted elija grupos de pesas por ejemplo, 50-55 kg, 55-60 kg, 60-65 kg, etc, y ahora se cuenta el número de personas cuyos pesos corresponden a cada grupo. Esta vez su histograma se va a ver así:

With binning

y se puede ver la buena vieja forma de campana emergentes. Así que usted puede ver el promedio y la anchura de la distribución. Los grupos son llamados contenedores, y el proceso de asignar a cada punto de datos para un bin se llama binning.

Elige el tamaño de un recipiente para que se adapte mejor a sus datos. Si usted hace los recipientes pequeños que conseguir un montón de puntos en el histograma, pero usted tendrá un montón de ruido estadístico. Hacer las papeleras demasiado grande y tendrás una excelente relación señal a ruido pero muy pocos puntos en su histograma para ser útil.

He utilizado pesos debido a que es un simple ejemplo, pero exactamente lo mismo se aplica a la medición de los espectros. Cada bin sería un rango de longitudes de onda, y había de medir la intensidad integrada de la gama. Elige el tamaño de un recipiente para hacer la señal con el ruido tan buena como sea posible, manteniendo la resolución espectral dentro de los límites aceptables.

5voto

Louis Lietaer Puntos 1

"Bin" como un verbo que significa dividir/discretizar los datos en un grupo de (frecuentemente de igual anchura) rangos, para facilitar diversos tipos de análisis y visualización. Ver: https://en.wikipedia.org/wiki/Data_binning

En particular, el agrupamiento es la base de histograma parcelas entre otras cosas. (https://en.wikipedia.org/wiki/Histogram)

Como un sustantivo, un "bin" se refiere a uno de los rangos usados para subdividir los datos.

Como un simple ejemplo concreto, si tiene datos sobre el promedio de ingresos en cada entero de edad de entre 21 y 65, y usted combinado de 5 años de rangos para producir renta media a la edad 21-25, 26-30, 31-35, etc., que sería de binning (verbo) de los datos. 21-25 sería un bin (sustantivo), 26-30 sería el segundo bin, etc.

3voto

luce Puntos 116

En su forma más simple agrupamiento de los datos de algo así como una cámara CCD (como puede ser utilizado para la espectroscopia) significa la suma de varias píxeles.

En una matriz 2d detector (como en un diario de la cámara) por ejemplo, podría utilizar binning 2x2 para sumar los 4 píxeles en un valor de salida. Cada píxel contribuye exactamente una vez a la salida de datos, es decir, aparece en exactamente un bin. Este mitades de su resolución (en ambos ejes) así que ¿por qué iba a hacerlo? Para reducir el ruido y aumentar la señal. Sin entrar en demasiado detalle, la suma aleatoria de ruido de los distintos píxeles provoca un aumento en el ruido proporcional a la raíz cuadrada del número de píxeles, mientras que la de la señal (si se distribuyen uniformemente a través de los píxeles) aumenta con el número de píxeles.

Ahora en un sistema espectroscópico de que usted puede tener de 2 ejes: uno espectral y, posiblemente, uno espacial. Normalmente, a pesar de toda la información espacial se tiran por el agrupamiento de todos los píxeles de esa dimensión. Esto se muestra en la Figura 1 a continuación (para un tipo diferente de espectroscopia pero es lo que yo tenía). La dimensión vertical aquí tiene (ajena) de datos espaciales, mientras que la luz se dispersa en el horizontal ($x$) dirección para formar un espectro

CCD image to spectrum

Figura 1: imagen de la lectura de un CCD (parte superior) se resume en $y$ para generar un espectro. Binning en el $x$ dimensión puede ser utilizada para mejorar la relación señal-ruido a costa de la resolución. El espectro de aquí es real, mientras que el CCD de la imagen es un dibujo que ilustra el aspecto de la señal y el ruido.

Así que ahora podemos concentrarnos en espectral binning. Aquí se suman los valores de los píxeles adyacentes, reduciendo la resolución espectral y el ruido. En la figura que significa sumar valores adyacentes en el $x$ sentido de la materia prima CCD de lectura. No es necesario hacer esto en el espectro he mostrado, buena curva se ajusta podría ser obtenido de las $520~\mathrm{cm^{-1}}$ $568~\mathrm{cm^{-1}}$ picos (nota de la $\times 10^4$ $y$ eje).

Finalmente relacionar este pico de estadísticas. Lo que tienden a estar interesado es la posición del pico y la altura o el área integrada. Estos suelen ser tomado por la colocación de un pico de la función de una forma adecuada a la cima, comúnmente una Gaussiana. Si usted va a encajar una Gaussiana a la cima, usted necesita para medir la diferencia entre un candidato de ajuste y los datos reales para evaluar la calidad del candidato ajuste. En el documento que enlaza esa diferencia se mide con $\chi^2$. El ajuste de rutina pueden ajustar los parámetros de la cima de la función y tratar de minimizar el $\chi^2$. Como el documento vinculado se explica, en la instalación de una Gaussiana utilizando $\chi^2$ minimización, usted necesita estar tratando de Gauss de datos distribuidas. Si usted está tratando con fotones individuales, la intensidad de la distribución no Gaussiana y la calidad del ajuste va a sufrir. Accorsing el documento que enlaza, por el momento recipientes contienen alrededor de 20 cuentas (fotones) se puede tratar el conteo de fotón distribución Gaussiana. Presentación de informes el mínimo de $\chi^2$ valor encontrado da una indicación de la calidad del ajuste.

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