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多元散射校正技术用于近红外定标波长组合的优选研究 被引量:15
1
作者 芦永军 曲艳玲 +1 位作者 冯志庆 宋敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期58-61,共4页
在近红外光谱定量分析技术中,多元散射校正(MSC)算法可以有效地剔除由于样品颗粒度、装填密度、湿度等物理因素所导致的散射影响,有效地提高了光谱的信噪比。相关光谱法反映了样品待测成分光谱信息和浓度信息之间的线性相关性,在定标波... 在近红外光谱定量分析技术中,多元散射校正(MSC)算法可以有效地剔除由于样品颗粒度、装填密度、湿度等物理因素所导致的散射影响,有效地提高了光谱的信噪比。相关光谱法反映了样品待测成分光谱信息和浓度信息之间的线性相关性,在定标波长优选过程中发挥了重要作用。然而采用单一波长通道一元线性回归计算得到的相关光谱极易受到散射的影响,掩盖了待测成分的特征线性信息,将多元散射校正技术用于相关光谱的信息提取和噪声压制,克服了上述的困难,并通过人参样品的定标实验验证,得到了良好的效果和满意的定标结果。 展开更多
关键词 近红外 多元散射校正 相关 定标
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近红外相关光谱的多元散射校正处理研究 被引量:52
2
作者 芦永军 曲艳玲 宋敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期877-880,共4页
近红外相关光谱法可以揭示待测成分光谱吸光度数据与浓度数据之间的全光谱线性相关性,明确待测成分在近红外波段的特征吸收位置,为定标波长的优选提供了依据。但是该相关光谱法极易受到样品颗粒的散射影响而掩盖与待测成分相关的光谱信... 近红外相关光谱法可以揭示待测成分光谱吸光度数据与浓度数据之间的全光谱线性相关性,明确待测成分在近红外波段的特征吸收位置,为定标波长的优选提供了依据。但是该相关光谱法极易受到样品颗粒的散射影响而掩盖与待测成分相关的光谱信息。文章首先提出将原始近红外光谱数据进行散射校正处理后再参与相关运算得到散射校正相关光谱的思想,经过实验验证得到的散射校正相关光谱有效地降低了散射的影响,提高了相关光谱的信噪比,更加准确地表征了待测成分吸光度数据与浓度数据之间在近红外全光谱通道的线性相关性。 展开更多
关键词 近红外 相关光谱 多元散射校正
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多元散射校正对近红外光谱分析定标模型的影响 被引量:41
3
作者 赵强 张工力 陈星旦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期53-58,共6页
采用近红外漫反射光谱分析技术,用傅里叶变换型光谱仪对50个烟叶样品采集吸收光谱,采用常用的多元散射校正(MSC)对光谱预处理,通过主成分分析、相关谱等方法比较分析了预处理对光谱分析的影响,用偏最小二乘(PLS)回归法建立近红外光谱与... 采用近红外漫反射光谱分析技术,用傅里叶变换型光谱仪对50个烟叶样品采集吸收光谱,采用常用的多元散射校正(MSC)对光谱预处理,通过主成分分析、相关谱等方法比较分析了预处理对光谱分析的影响,用偏最小二乘(PLS)回归法建立近红外光谱与总糖含量的定标模型,用 Leave One Out的交叉检验(Cross Validation)检验定标模型,结果 PLS 因子数由 MSC校正前的 5 降为校正后的 3,RM SECV值仅由0.884 1%降为0.85%。实验证明:对光谱进行MSC预处理能有效减少模型的最佳因子数,简化数学模型,使模型更稳定,更便于传递,但并不能显著减小最优定标模型的预测标准差,即不能显著提高模型的预测能力。 展开更多
关键词 多元散射校正 近红外光谱 模型 因子 偏最小二乘回归
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多元散射校正预处理波段对近红外光谱定标模型的影响 被引量:44
4
作者 王动民 纪俊敏 高洪智 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2387-2390,共4页
利用近红外光谱对非均匀样品进行分析时,所得样品光谱中包含由光散射导致的干扰信息,通常需要借助多元散射校正算法(multiple scattering correction,MSC)对光谱进行预处理。由于不同波段光谱中所包含的散射信息、噪声水平、基线漂移程... 利用近红外光谱对非均匀样品进行分析时,所得样品光谱中包含由光散射导致的干扰信息,通常需要借助多元散射校正算法(multiple scattering correction,MSC)对光谱进行预处理。由于不同波段光谱中所包含的散射信息、噪声水平、基线漂移程度等存在差异,利用MSC方法对光谱进行预处理时,基于不同波段的光谱数据会得到不同的校正结果,进而影响所得定标模型的可靠性。以60个全麦粉样品为研究对象,确定定标区间后,对包含定标区间的不同波段的原始光谱分别进行MSC处理,并利用固定区间内的光谱数据结合偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)方法建立分析样品中蛋白质含量的定标模型,研究了MSC光谱预处理波段对定标模型的影响,并对MSC光谱预处理波段进行了优化,使定标模型的相关系数由0.96提高到0.98,交互验证均方根误差(root mean squares error of cross validation,RMSECV)由0.37%降低到0.32%。结果表明:利用MSC方法对样品光谱预处理时,光谱预处理波段会影响多元散射校正对光谱中非化学吸收信息的校正能力,确定合适的预处理波段是获得可靠分析结果的一个前提条件。 展开更多
关键词 多元散射校正 预处理波段 偏最小二乘回归 近红外光谱分析
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基于多元散射校正和偏最小二乘(MSC/PLS)的傅里叶变换近红外光谱检测蜂蜜中还原糖 被引量:17
5
作者 张欣 单杨 李水芳 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2009年第6期109-112,共4页
为快速无损测定蜂蜜的还原糖,提出一种用近红外光谱技术进行检测的新方法。选用SN/T0852——2000铁氰化钾滴定法作为光谱还原糖测定的标定方法,用不同光谱预处理方法对模型的影响进行比较。首先用MSC对光谱数据进行校正,在经过Norris导... 为快速无损测定蜂蜜的还原糖,提出一种用近红外光谱技术进行检测的新方法。选用SN/T0852——2000铁氰化钾滴定法作为光谱还原糖测定的标定方法,用不同光谱预处理方法对模型的影响进行比较。首先用MSC对光谱数据进行校正,在经过Norris导数平滑法对原始光谱进行预处理消除噪声。利用光谱专用分析软件TQAnalyst7.2,建立偏最小二乘(PLS)校正模型。最优光谱模型校正相关系数(R)、校正相关均方差(RMSEC)、预测相关均方差(RMSEP)、交互验证相关系数(RCV)、交叉验证均方差(REMSECV)分别为0.97056,1.21,1.54,0.96267,1.36。结果表明,应用多元散射校正(MSC)处理,并经过Norris二阶导数平滑后的PLS模型优于经典PLS算法所建立的模型。 展开更多
关键词 近红外 蜂蜜 还原糖 多元散射校正 偏最小二乘
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利用多元散射校正提高油菜籽脂肪酸近红外分析精度 被引量:6
6
作者 熊智新 武中臣 +1 位作者 陈朝霞 胡慕伊 《光谱实验室》 CAS CSCD 2007年第5期953-958,共6页
近红外光谱技术可对完整油菜籽进行快速无损检测分析,但因受样品装填密度、颗粒大小及分布不均匀等物理因素的影响,光谱测量散射误差较大。本文利用MSC技术、相关分析和微分预处理光谱数据,结合PLS回归建模和交叉验证方法,建立了油菜籽... 近红外光谱技术可对完整油菜籽进行快速无损检测分析,但因受样品装填密度、颗粒大小及分布不均匀等物理因素的影响,光谱测量散射误差较大。本文利用MSC技术、相关分析和微分预处理光谱数据,结合PLS回归建模和交叉验证方法,建立了油菜籽脂肪酸近红外光谱分析模型。研究表明,MSC校正和其它光谱预处理方法相结合显著地提高了模型的分析精度,减少了模型的PLS主因子数。 展开更多
关键词 多元散射校正 近红外光谱 油菜籽 脂肪酸
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多元散射校正和逐步回归法建立黑土有机碳近红外光谱定量模型 被引量:9
7
作者 申艳 张晓平 +3 位作者 梁爱珍 时秀焕 范如芹 杨学明 《农业系统科学与综合研究》 CSCD 2010年第2期174-180,共7页
采用全谱建立近红外校正模型,计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术(Multiple scatter correction,MSC)可以有效剔除由... 采用全谱建立近红外校正模型,计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术(Multiple scatter correction,MSC)可以有效剔除由样品颗粒大小、装填密度、湿度等不同引起的散射影响,有效提高光谱的信噪比。以我国东北黑土为研究对象,采集了136个土壤样品3699cm^-1-12000cm^-1范围的近红外光谱,利用多元散射校正技术对近红外原始光谱数据进行预处理,评价MSC的去噪效果,并利用多元线性回归法建立了土壤有机碳含量与校正光谱优选波长点处吸光度之间的关系模型,评价多元逐步回归法优选波长的有效性。结果表明,多元散射校正技术有效降低了散射的影响,提高了相关光谱的信噪比,模型决定系数从0.598提高至0.681。基于手动挑选波长建立的模型决定系数高达0.956,预测样品集模型预测值与实测值之间的相关系数为0.823。手动挑选波长建立的SOC模型预测能力优于基于逐步回归方法建立的定量模型,利用逐步回归分析法优选波长还需要进一步研究。图7,参26。 展开更多
关键词 近红外 多元散射校正 多元逐步回归 波长选择
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基于多元散射校正的中药材种类鉴别
8
作者 金莹 何蔚娟 《电子制作》 2022年第22期90-92,99,共4页
本文针对中药材种类的鉴别问题,提出了一种基于多元散射校正的中药材鉴别方法。该方法基于不同产地的同类中药材的红外光谱数据,通过建立中药材的多元散射数学模型,利用大数据分析工具对药材光谱数据的均值、中位数、众数等特征数据进... 本文针对中药材种类的鉴别问题,提出了一种基于多元散射校正的中药材鉴别方法。该方法基于不同产地的同类中药材的红外光谱数据,通过建立中药材的多元散射数学模型,利用大数据分析工具对药材光谱数据的均值、中位数、众数等特征数据进行分析,得出了同一药材在不同产地或环境下的相似度及差异性,对中药材的种类进行了分析与确定,并对结果进行了检验。 展开更多
关键词 机器学习 多元散射校正 马氏距离分类 主成分分析
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多元散射校正与Savitzky-Golay平滑模式的组合优选应用于土壤有机质的近红外光谱分析 被引量:40
9
作者 陈华舟 潘涛 陈洁梅 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期518-522,共5页
采用近红外(NIR)漫反射光谱,建立土壤有机质的NIR光谱分析的偏最小二乘(PLS)模型,比较和选择多元散射校正(MSC)和Savitzky-Golay(SG)平滑用于改善NIR光谱分析的预测能力。把SG平滑模式由原来的117种扩充为483种,并构建了SG平滑模式与PL... 采用近红外(NIR)漫反射光谱,建立土壤有机质的NIR光谱分析的偏最小二乘(PLS)模型,比较和选择多元散射校正(MSC)和Savitzky-Golay(SG)平滑用于改善NIR光谱分析的预测能力。把SG平滑模式由原来的117种扩充为483种,并构建了SG平滑模式与PLS因子数联合优选的化学计量学平台。对于单独(或联合)做MSC、SG平滑预处理以及未做光谱预处理的5种情形,分别建立土壤有机质NIR光谱分析的PLS模型。最优的情形是先后做SG平滑和MSC预处理,其中最优的SG平滑参数为5次多项式、3阶导数、21点平滑,对应的PLS因子数、预测均方根偏差(RMSEP)、预测相关系数(R_p)分别为5,0.246(%),0.883,大幅度优于未做光谱预处理的模型预测效果。从而表明,SG平滑和MSC的组合优选可以显著改善土壤有机质的NIR分析效果。所构建的化学计量学平台和方法框架是改善NIR分析能力的有效途径。 展开更多
关键词 土壤有机质 近红外光谱 偏最小二乘法 Savitzky-Golay平滑 多元散射校正
原文传递
多元散射校正在荧光谱分析中的应用研究 被引量:4
10
作者 王顺利 尚丽平 +2 位作者 李占锋 邓琥 封居强 《光散射学报》 北大核心 2013年第2期187-191,共5页
针对废水中氨基酸荧光分析过程中光谱数据去噪声处理过程,提出了基于多元散射校正思想建立相对荧光强度与浓度关系模型的方法,建立了荧光测量中多波段波谱系列线性模型。研究结果表明,实验数据进行线性拟合,色氨酸呈现出良好线性关系,... 针对废水中氨基酸荧光分析过程中光谱数据去噪声处理过程,提出了基于多元散射校正思想建立相对荧光强度与浓度关系模型的方法,建立了荧光测量中多波段波谱系列线性模型。研究结果表明,实验数据进行线性拟合,色氨酸呈现出良好线性关系,通过多元散射校正方法进行光谱数据处理,有效降低了散射及测量环境噪声的影响,提高了光谱数据的信噪比,校正后数据更加准确的表征了色氨酸相对荧光强度与浓度数据之间的线性相关性。建立的多波段波谱系列线性模型为现场检测仪器研制过程中滤波片的选择及混合溶液的在线解析提供了理论依据。 展开更多
关键词 荧光谱 多元散射校正 校正模型 相对荧光强度 相关性
原文传递
一种植物叶片生化成分光谱无损检测的光程长校正方法 被引量:3
11
作者 张倩暄 张广军 李庆波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1310-1314,共5页
利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实... 利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实测光谱精确建模,根据实际需要,减去相应干扰因子,得到校正光谱。选择叶绿素含量基本相同,厚度不同的16个叶片样本以及叶绿素含量和厚度均不同的32个样本分别使用改进的EMSC方法校正,对处理前后光谱变异系数和主成分贡献率进行比较和分析,并比较了预处理前后的模型预测精度。结果表明,采用改进的EMSC预处理方法能够有效地校正光散射效应和叶片厚度差异导致的光程长差异引起的光谱误差,增强光谱数据对浓度的灵敏度,可提高预测模型的精度。 展开更多
关键词 扩展多元散射校正 光程长校正 光谱分析 植物叶片
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玉米主要营养成分的多元回归分析 被引量:4
12
作者 刘双花 《湘南学院学报》 2015年第5期5-10,共6页
运用多元散射校正(MSC)方法,随机抽样调查100个玉米样品,测出光谱响应数据及蛋白质、纤维素和脂肪的成分含量值.对所有样品的光谱响应数据进行预处理,通过相关系数法(CC)选取光谱响应数据与蛋白质含量相关系数的绝对值最大的波数,利用... 运用多元散射校正(MSC)方法,随机抽样调查100个玉米样品,测出光谱响应数据及蛋白质、纤维素和脂肪的成分含量值.对所有样品的光谱响应数据进行预处理,通过相关系数法(CC)选取光谱响应数据与蛋白质含量相关系数的绝对值最大的波数,利用多元线性回归分析(MLR)、逐步多元回归分析(SMLR)和典型相关分析建立蛋白质的光谱分析模型,从而得到蛋白质的光谱分析初步模型.同时从相关系数、内部交叉验证均方差(RMSECV)和信噪比三个方面进行综合考虑,对模型预测结果的准确性进行了评价分析.按照建立蛋白质光谱分析模型的流程,类似地建立纤维素和脂肪的光谱分析模型,利用上述各自的模型估算玉米样品中蛋白质、纤维素、脂肪三种营养成分的含量. 展开更多
关键词 多元散射校正 相关系数法 多元线性回归分析 内部交叉验证
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模糊K-Harmonic-Kohonen网络的FTIR光谱数据聚类分析 被引量:2
13
作者 陈勇 郭云柱 +3 位作者 王威 武小红 贾红雯 武斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期268-272,共5页
食品的品种不同则其含有营养成分和功效存在差异,得到的傅里叶变换红外光谱也存在差异。为了准确的实现品种分类,设计了一种将傅里叶变换红外光谱与模糊聚类分析方法相结合的品种鉴别方法。在模糊Kohonen聚类网络(FKCN)基础上将模糊K调... 食品的品种不同则其含有营养成分和功效存在差异,得到的傅里叶变换红外光谱也存在差异。为了准确的实现品种分类,设计了一种将傅里叶变换红外光谱与模糊聚类分析方法相结合的品种鉴别方法。在模糊Kohonen聚类网络(FKCN)基础上将模糊K调和聚类(FKHM)引入到Kohonen聚类网络的学习速率和更新策略中,提出了模糊K-Harmonic-Kohonen网络(FKHKCN)算法。FKHKCN利用模糊C均值(FCM)聚类的模糊隶属度计算其学习速率,以FKHM的聚类中心为基础通过推导计算得到FKHKCN的聚类中心,可以解决模糊Kohonen聚类网络方法对于初始类中心敏感而导致聚类结果不稳定的问题。FKHKCN作为一种模糊聚类算法,可实现傅里叶变换红外光谱数据的聚类分析。采用三种数据集:(1)采集产自四川的三种茶叶(优质和劣质的乐山竹叶青以及峨眉山毛峰)作为实验样本,样本总数为96。(2)两个品种(robusta和arabica)的咖啡样本。(3)三个品种(鸡肉、猪肉和火鸡)的肉类样本。首先对三个光谱数据集进行预处理,利用多元散射校正降低茶叶样本原始光谱数据集的散射影响,使用Savitzky-Golay减少噪声对肉类和咖啡这两个光谱数据集的影响。再利用主成分分析将高维的三种光谱数据集压缩至低维。然后采用线性判别分析进行特征提取,将光谱数据投影到求得的鉴别向量上。最后分别采用FCM,FKCN和FKHKCN对茶叶、肉类和咖啡进行判别。最终结果如下:FCM,FKCN和FKHKCN对茶叶品种的聚类准确率分别为90.91%,90.91%和93.94%;对肉类品种的聚类准确率分别为90.83%,0.00%和92.50%;对咖啡品种的聚类准确率分别为89.17%,89.17%和90.83%。以上实验结果表明:采用傅里叶红外光谱技术结合主成分分析、线性判别分析和FKHKCN的方法能够较有效地对食品的品种进行鉴别,且鉴别准确率比FCM和FKCN更高,聚类结果更稳定。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 模糊K调和均值聚类 多元散射校正 模糊KOHONEN聚类网络 聚类分析
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烤烟产地近红外高光谱判别技术
14
作者 周岩 江晟 +2 位作者 李野 李翔宇 赵鹏 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2023年第4期17-22,共6页
针对不同品种烤烟分类的问题,提出利用五折交叉验证支持向量机算法对融合可见光-近红外高光谱成像信息进行分析,完成对烤烟的快速鉴别。利用某烟草公司提供的烤烟样本,对多个产区烤烟三个部位进行识别分析。首先利用可见光-近红外高光... 针对不同品种烤烟分类的问题,提出利用五折交叉验证支持向量机算法对融合可见光-近红外高光谱成像信息进行分析,完成对烤烟的快速鉴别。利用某烟草公司提供的烤烟样本,对多个产区烤烟三个部位进行识别分析。首先利用可见光-近红外高光谱获取多组烤烟光谱特征曲线,通过多元散射校正方法开展预处理优化,建立五折交叉验证支持向量机模型,并采用卡帕系数对样品分类精度进行表征。实验结果表明,基于可见光-近红外高光谱技术的烤烟分类技术可以有效实现对不同品种烤烟的分类鉴别,并且与传统人工方法相比,鉴定结果更加客观和精准。 展开更多
关键词 高光谱 烤烟分类 支持向量机 交叉验证 多元散射校正
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基于傅里叶变换红外光谱的家具木材无损检测方法
15
作者 陈燕 《武夷学院学报》 2023年第9期75-80,共6页
由于实木家具较为昂贵,需要检测其性能保证家具的使用功效,为此提出基于傅里叶变换的红外光谱家具木材的无损检测方法。通过傅里叶变换红外光谱分析仪采集九种实木家具的横切面、径切面、弦切面原始光谱的红外光谱数据,使用多元散射校... 由于实木家具较为昂贵,需要检测其性能保证家具的使用功效,为此提出基于傅里叶变换的红外光谱家具木材的无损检测方法。通过傅里叶变换红外光谱分析仪采集九种实木家具的横切面、径切面、弦切面原始光谱的红外光谱数据,使用多元散射校正处理、去趋势校正处理原始光谱数据,提取家具木材各种无损检测项目所需的对应红外光谱特征,建立红外光谱木材无损检测模型。检测结果表明,交趾黄檀罗汉床存在一处内部腐朽问题;卢氏黑黄檀如意台存在一处内部空洞问题;刺猬紫檀中式电视柜的含水量最低,微凹黄檀双人床的含水量最高;九种家具木材的密度均偏高,其中交趾黄檀罗汉床的密度最大,达到0.76 kg/m^(3)。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 家具木材 多元散射校正处理 Hilbert谱分析 无损检测
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基酒FT-NIR光谱预处理与特征波筛选方法的比较 被引量:1
16
作者 朱雪梅 庹先国 +3 位作者 张贵宇 翟双 罗林 罗琪 《现代食品科技》 CAS 北大核心 2023年第1期196-204,共9页
为解决白酒基酒分类的问题,降低基酒的分类误差,减少基酒对摘酒师傅身体的危害,本实验选取18种预处理以及3种特征波筛选方法来较少光谱中的无关干扰信息,降低建模数据复杂度。基酒的傅里叶近红外光谱(Fourier Transform Near Infrared S... 为解决白酒基酒分类的问题,降低基酒的分类误差,减少基酒对摘酒师傅身体的危害,本实验选取18种预处理以及3种特征波筛选方法来较少光谱中的无关干扰信息,降低建模数据复杂度。基酒的傅里叶近红外光谱(Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy,FT-NIR)经过光谱理化值共生距离法(SPXY)划分数据集、预处理、马氏距离(MD)异常剔除、特征波筛选、支持向量机回归(SVR)预测来完成最终的分类。研究发现:多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)后的训练集预测集分类准确率可以达到100%,主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)与特定算法结合才能实现准确分类,因此要注意与其他算法的组合,无信息变量消除法(Uninformative Variables Elimination,UVE)和竞争性自适应重加权算法(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)都能实现高效的特征波选择,预测集的平均准确率接近90%。实验证明,经过处理后的光谱数据最多占原数据的47.57%,基酒近红外谱图经过预处理与特征波筛选后可以降低后期回归模型处理数据的复杂程度,提高模型的精确度。 展开更多
关键词 近红外 基酒分级 多元散射校正 无信息变量消除法 竞争性自适应重加权算法
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凡纳滨对虾新鲜度的高光谱检测方法
17
作者 朱晨光 刘亚军 +2 位作者 李鑫星 宫薇薇 郭渭 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期107-110,共4页
以凡纳滨对虾为研究对象,探索一种高效快速无损的新鲜度检测方法。挥发性盐基氮(TVB-N)是判断虾新鲜度的重要化学指标,然而传统方法耗时耗力,限制了大批量的实时检测。高光谱技术是一种集成图像和光谱信息的分析技术,高光谱图像上的每... 以凡纳滨对虾为研究对象,探索一种高效快速无损的新鲜度检测方法。挥发性盐基氮(TVB-N)是判断虾新鲜度的重要化学指标,然而传统方法耗时耗力,限制了大批量的实时检测。高光谱技术是一种集成图像和光谱信息的分析技术,高光谱图像上的每个像素包含整个波段的光谱信息,近年来,该技术已经被应用于肉类新鲜度检测。连续8 d采集了样品的860~1700 nm高光谱数据,在去除异常样本后确定150组试验样本,每组采集254维光谱数据,对原始的高光谱图像进行黑白校正,并从高光谱图像中提取光谱数据。为确保所提取的光谱数据和TVB-N指数之间有对应关系,所选择的感兴趣区域的位置保持固定在虾样本的第二和第四肢。计算了感兴趣区域的平均光谱以获得光谱数据矩阵,该矩阵被转换成ASCII码并保存。同时,通过凯氏定氮法获得TVB-N真实值含量。为减少环境和虾表面的高含水量的干扰,有效地消除不相关的信息和噪声,预处理方法是多元散射校正(MSC)算法,并选择出7个敏感波段,分别为875,894,919,953,983,1024和1094 nm。最后,以120组训练集样本,建立了凡纳滨对虾TVB-N总量的定量预测模型,以30组验证集样本,对比BP神经网络、径向基神经网络、主成分分析三种预测模型算法。BPNN算法预测模型的相关系数(r)和归一化均方根误差(NRMSE)分别为0.9021和0.2140,RBFNN算法的预测模型为0.8683和0.2230,PCR算法预测模型为0.7576和0.3900。结果表明,MSC-BPNN模型的预测效果最佳,凡纳滨对虾的高光谱反射率与新鲜度间存在较密切的相关性,为基于光谱的虾类新鲜度检测提供了支持。 展开更多
关键词 高光谱 新鲜度 多元校正散射 BP神经网络 径向基神经网络
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基于近红外光声光谱的土壤有机质含量定量建模方法 被引量:39
18
作者 田永超 张娟娟 +2 位作者 姚霞 曹卫星 朱艳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期145-152,共8页
该研究的目的在于应用近红外光声光谱技术结合不同的定量分析方法实现5种不同类型土壤有机质含量的快速估测。对中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本进行光谱扫描,经过多元散射校正、一阶导数、二阶导数及平滑等预处理后,应用逐步... 该研究的目的在于应用近红外光声光谱技术结合不同的定量分析方法实现5种不同类型土壤有机质含量的快速估测。对中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本进行光谱扫描,经过多元散射校正、一阶导数、二阶导数及平滑等预处理后,应用逐步多元回归(SMLR)、主成分分析(PCR)、偏最小二乘法(PLS)和偏最小二乘法-反向传播神经网络(PLS-BPNN)等方法建立土壤有机质含量的定量估测模型。结果显示,不同预处理方法对所建土壤有机质含量估测模型的预测精度有较大影响,总体表现为多元散射校正+Norris一阶导数>多元散射校正>Norris一阶导数>标准正态化>Norris二阶导数>吸光度>Savitzky-Golay平滑后一阶导数>Savitzky-Golay平滑后二阶导数。对于4种不同建模方法,均以多元散射校正+Norris一阶导数滤波平滑后的光谱建模精度最高,其中采用PLS-BPNN方法建模效果最好,其次是PLS、SMLR和PCR。采用PLS-BPNN建立有机质校正模型具有极高的预测精度,建模决定系数和均方根偏差分别为0.97和1.88,模型测试决定系数和均方根偏差分别为0.97和1.72。因此,基于多元散射校正+Norris一阶导数光谱建立的PLS-BPNN模型可能是土壤有机质含量估测建模的最优方法。 展开更多
关键词 土壤 光声光谱 神经网络 有机质 多元散射校正 Norris平滑 BP
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土壤有机质近红外光谱分析组合波长的优选 被引量:34
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作者 丁海泉 卢启鹏 +1 位作者 朴仁官 陈星旦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1946-1951,共6页
以分析85份吉林省北部黑质土壤样品有机质含量为例,研究了利用多元散射校正和相关光谱法对定标波长的优选,并根据经验和参考波长理论对所建立的模型进行逐步优化。最终得到定量模型的相关系数为0 .90 ,定标标准差(RMSEC)为0 .36 %,交叉... 以分析85份吉林省北部黑质土壤样品有机质含量为例,研究了利用多元散射校正和相关光谱法对定标波长的优选,并根据经验和参考波长理论对所建立的模型进行逐步优化。最终得到定量模型的相关系数为0 .90 ,定标标准差(RMSEC)为0 .36 %,交叉检验标准差(RMSECV)为0 .40 %,该结果与采用偏最小二乘算法(PLS)对土壤连续谱进行定标的结果相当。结果表明,利用该方法建立的模型简单、稳定,可以为吉林省北部黑土质土壤养分状况普查和便携仪器的研制提供参考。 展开更多
关键词 土壤养分 近红外光谱技术 精准农业 多元散射校正 相关光谱
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一种紫外-可见光谱法检测水质COD的浊度影响实验研究 被引量:19
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作者 汤斌 魏彪 +5 位作者 吴德操 米德伶 赵敬晓 冯鹏 蒋上海 毛本将 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3020-3024,共5页
消除浊度影响是直接光谱法检测水质COD的关键技术问题。此源于紫外-可见光谱法检测水质参数的关键依赖于化学计量法所建立的准确的水质参数分析模型,而浊度是影响其建模的一个重要参数。为此,选取福尔马肼浊度液和邻苯二甲酸氢钾标准溶... 消除浊度影响是直接光谱法检测水质COD的关键技术问题。此源于紫外-可见光谱法检测水质参数的关键依赖于化学计量法所建立的准确的水质参数分析模型,而浊度是影响其建模的一个重要参数。为此,选取福尔马肼浊度液和邻苯二甲酸氢钾标准溶液,开展了紫外-可见吸收光谱法检测水质COD的浊度影响实验研究,获得了选定溶液在245,300,360和560nm几个特征波长点的吸光度随浊度变化的最小二乘法拟合曲线,分析了吸光度随浊度的变化规律。研究结果表明,在240~380nm的紫外光谱段,由于引起浊度的颗粒物对有机物产生了吸附,致使浊度对水样的紫外光谱影响较为复杂;在380~780nm的可见光谱区域,浊度对光谱的影响则是随着波长的增大而减弱。基于此,开展了多元散射校正法对受浊度影响的水样光谱进行校正试验。对某溪水水样的紫外-可见吸收光谱进行多元散射校正,通过处理前后光谱对比表明,浊度引起各个波长点的基线偏移都得到了有效的校正,而在紫外区域特征并未减弱。接着对选取的三种液体的紫外-可见吸收光谱进行多元散射校正,实验结果表明:该方法可在不影响水样紫外-可见吸收光谱特征的前提下对其吸收曲线进行有效的校正,这不仅提高了光谱法检测水质COD的信噪比,而且还为化学计量法建立准确、有效的水质检测COD分析模型进行数据预处理提供了一种新途径。 展开更多
关键词 紫外-可见光谱法 水质COD 浊度 多元散射校正
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