Standart Normal Değişken (SNV)

sözlükkemometri

Alternatif adlar: Standard Normal Variate, SNV Dönüşümü, SNV Ön İşleme

Kısa Tanım

Standart Normal Değişken (SNV), spektroskopik verilerde saçılma (scattering) etkilerini ve optik yol uzunluğu farklılıklarını düzeltmek için her bir spektruma bireysel olarak uygulanan satır bazlı bir normalizasyon tekniğidir. Spektrumun kendi ortalaması çıkarılır ve standart sapmasına bölünerek ölçeklendirilir.

Teknik Mantık

Bir x_i spektrumu için SNV dönüşümü: x_i_snv = (x_i - mean(x_i)) / std(x_i) formülüyle hesaplanır. Burada ortalama ve standart sapma, o spektrumun tüm dalga boyları üzerinden hesaplanır. Bu işlem, parçacık boyutu ve yüzey pürüzlülüğünden kaynaklanan çarpımsal saçılma etkisini büyük ölçüde giderir. MSC (Multiplicative Scatter Correction) ile matematiksel olarak yakın sonuçlar üretir, ancak SNV referans spektrum gerektirmez; her spektrum kendi istatistikleriyle düzeltilir. Türev ön işleme (Savitzky-Golay) ile birlikte sıralı olarak uygulanabilir.

Kullanım Bağlamı

NIR (yakın kızılötesi), MIR (orta kızılötesi) ve Raman spektroskopisinde PLS, PCR gibi kemometrik modeller kurulmadan önce ön işleme adımı olarak uygulanır. Özellikle difüz yansıma (diffuse reflectance) ölçümlerinde parçacık boyutu varyasyonunun baskın olduğu durumlarda oldukça yararlı olabilir.

Tarımsal Bağlam

Tahıl, yem ve toprak numunelerinin NIR spektroskopisi ile analizi sırasında öğütme derecesi ve nem içeriği farklılıkları saçılma etkisi yaratır. SNV ön işleme, buğday protein içeriği veya toprak organik madde tahmininde PLS kalibrasyon modelinin R² ve RMSECV değerlerini iyileştirir. Portatif NIR cihazlarıyla sahada yapılan ölçümlerde numune hazırlama standardizasyonu zor olduğundan SNV uygulaması çoğu zaman yararlı bir tercih olur.

Sık Karıştırılan Nokta

SNV, Z-skoru normalizasyonuna matematiksel olarak benzer görünse de kavramsal olarak farklıdır. Z-skoru sütun bazlı (değişken bazlı) uygulanırken, SNV satır bazlı (numune bazlı) uygulanır. Yanlış eksende uygulama, saçılma düzeltmesi yerine değişken standardizasyonu yapar ve spektral bilgiyi bozar.

Dr. Mehmet Solak — Siirt Üniversitesi, Biyosistem Mühendisliği