基于連續(xù)投影算法的近紅外波長變量選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于連續(xù)投影算法的近紅外波長變量選擇方法。利用權(quán)重值方法，將全譜分成三類：相關(guān)波數(shù)點(diǎn)集、無關(guān)波數(shù)點(diǎn)集、噪聲波數(shù)點(diǎn)集，在“相關(guān)波數(shù)點(diǎn)集”、“無關(guān)波數(shù)點(diǎn)集”中選取波數(shù)點(diǎn)集，建立校正模型，采用正交投影來判斷新選入的波長變量的重要性。該方法克服線性相關(guān)性、有效降低數(shù)據(jù)維數(shù)、最大限度提取解釋信息，確保建立的校正模型校正具有較高的穩(wěn)健性。
【專利說明】基于連續(xù)投影算法的近紅外波長變量選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對石油或農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行分析的近紅外波長變量選擇方法，具體涉及基于連續(xù)投影算法的近紅外波長變量選擇方法，屬于分析化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外分析技術(shù)是分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，其具有無破壞、無污染、分析重現(xiàn)性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)業(yè)、食品等行業(yè)。例如在石化領(lǐng)域測定油品辛烷值，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域測定谷物的蛋白質(zhì)、脂肪等含量。但是，近紅外區(qū)域(780-2526nm)主要體現(xiàn)含氫基團(tuán)(_0H、-NH、-CH)的合頻和各級倍頻的吸收，具有信息強(qiáng)度弱、譜峰重疊等缺點(diǎn)，而且波長點(diǎn)之間存在嚴(yán)重的線性關(guān)系，導(dǎo)致建模失敗。
[0003]在實(shí)際應(yīng)用中，常使用全光譜建模如PCR、PLS等。但是，光譜中的某些波長不僅對分析建模沒有貢獻(xiàn)，而且會提高模型的復(fù)雜度、降低其穩(wěn)健性。常用的方法:采用將近紅外全光譜分成若干個(gè)子區(qū)間，以區(qū)間為單位進(jìn)行波長變量選擇，如基于模擬退火算法的近紅外光譜波長子區(qū)間選擇辦法(專利號:201010123945.4)，或采用全局尋優(yōu)算法來找出最佳波長變量，如一種蟻群優(yōu)化算法的近紅外光譜特征波長選擇方法(專利號:201310269615.X)。但是，上述方法 對于子區(qū)間個(gè)數(shù)的確定是個(gè)難點(diǎn)，并且需要不停的迭代計(jì)算，以確定最佳子區(qū)間個(gè)數(shù)，導(dǎo)致其存在計(jì)算時(shí)間偏高、運(yùn)行效率偏低；同時(shí)劃分子區(qū)間存在一定的主觀性，導(dǎo)致模型穩(wěn)健性不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于連續(xù)投影算法的石油、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)近紅外光譜波長變量選擇方法。利用權(quán)重值方法，將全譜分成三類:相關(guān)波數(shù)點(diǎn)集、無關(guān)波數(shù)點(diǎn)集、噪聲波數(shù)點(diǎn)集，在“相關(guān)波數(shù)點(diǎn)集”、“無關(guān)波數(shù)點(diǎn)集”中選取波數(shù)點(diǎn)集，建立校正模型。該方法克服線性相關(guān)性、有效降低數(shù)據(jù)維數(shù)、最大限度提取解釋信息，確保建立的校正模型校正具有較高的穩(wěn)健性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案包含如下步驟:
[0006](A)對近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，消除數(shù)據(jù)采集過程中因儀器本身的信號漂移、環(huán)境變化引起的噪聲；對校正集和驗(yàn)證集樣本進(jìn)行劃分，從樣本集中選擇光譜代表性強(qiáng)的樣本、濃度范圍廣的樣本作為校正集；
[0007](B)利用預(yù)處理后的校正集近紅外的全譜建立校正模型，設(shè)權(quán)重值為W，將其作為閾值，計(jì)算全譜X的權(quán)重值W，其計(jì)算如公式(I)所示；
【權(quán)利要求】
1.基于連續(xù)投影算法的近紅外波長變量選擇方法，其特征在于:包括如下步驟: (A)對近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，對校正集和驗(yàn)證集樣本進(jìn)行劃分； (B)利用預(yù)處理后的校正集近紅外的全譜建立校正模型，設(shè)權(quán)重值為W，將其作為閾值，計(jì)算全譜X的權(quán)重值W，其計(jì)算如公式(I)所示；
【文檔編號】G06F19/00GK103927438SQ201410145445
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】劉永福, 徐澤宇, 趙健, 林遠(yuǎn)長, 何國田, 石珍, 朱曉強(qiáng), 吳姣嬌 申請人:中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院