油脂酸价近红外光谱检测PLS建模方法研究

将目前广泛流行的近红外光谱分析技术应用于食用油脂酸价的检测。由于近红外光谱分析是一种间接检测方法,需要先利用校正集样本建立统计模型,然后再利用模型来预测未知样品性质,因此建立准确可靠的模型是近红外光谱分析的关键。详细介绍了偏最小二乘（PLS）回归的基本思想和建模方法。为使建立的校正模型更稳健,还研究了光谱波段选择。通过间隔偏最小二乘回归波段选择法进行特征波段提取,对提取的特征波段和全谱分别进行偏最小二乘回归建模,对比分析以说明波段选择的必要性。     

基于PLS成分的变量筛选法

就多元线性回归模型，提出一种基于PLS成分的变量筛选法。其基本思想是利用偏最小二乘回归原理，提取系统的两个主要成分，然后根据变量入选原则，保留对因变量影响较大的变量；再利用PLS成分筛选剩下的变量，经有限次筛选，即可得到最佳变量子集。应用算例证实了这一方法的有效性和可行性。     

光谱配置对最优波段组合算法预测土壤有机质和电导率的影响

可见光和近红外(Vis-NIR)光谱仪是一种实用的工具,可用于替代土壤物理和化学分析以评估土壤性质.最佳波段组合算法是一种通过考虑波段之间的相互作用信息来提取光谱变量的有效方法,但是对于实验室Vis-NIR光谱数据,该方法易受"维数灾难"的影响.提出一种适当地降低光谱配置(减少光谱带的数量和粗化光谱分辨率),以提高计算效率且不会显著影响预测精度的方法.首先,构建了6个光谱配置,即光谱波段的数量从2001个减小到19个,光谱分辨率从3 nm增加至100 nm,并且光谱采样间隔等于光谱分辨率(均匀间隔采样).然后,通过偏最小二乘回归结合最佳波段组合算法预测不同光谱配置下土壤有机质(SOM)和电导率(EC)的最佳光谱参数.结果 表明:直到光谱分辨率为60 nm时(每个光谱32个波长),最佳波段组合算法与全波段光谱数据相比,可以提高预测精度.最佳波段组合算法在1～20 nm光谱分辨率下,预测精度没有显著差异(约为2％);SOM[(决定系数R2v等于0.77,均方根误差(RMSEP)等于0.325％,性能四分位数范围的比率(RPIQv)等于3]和EC(R2v等于0.70,RMSEP等于6.88 dS·m-1,RPIQv等于2.21)分别在20 nm和10 nm的光谱分辨率下获得了最佳预测性能.     

基于PLS的Elman神经网络算法研究

针对特征变量多的小样本,结合偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)法则原理与Elman神经网络结构性质,提出基于PLS的Elman神经网络算法(PLS-Elman).新算法通过PLS对高维小样本进行特征降维时,顾及了与因变量的相关程度,所得到的数据进行网络训练和仿真,明显的简化了网络结构,且可得较精确的网络模型.通过实例分析,结果表明新算法提高了网络的收敛速度、预测的精准率,证明新算法提高网络处理问题的效率.同时为便于验证新算法的有效性,与基于主成分分析(Principal Component Analys,PCA)的Elman神经网络算法(PCA-Elman)进行了比较,PLS-Elman算法有明显的优越性.     

纸张含水量的傅里叶变换中红外光声光谱分析

随着科学技术的不断发展,社会正在向智能化 演变。实现纸质文献的实时监测以达到保存和保护文献的目的 是未来发展的必然趋势。为了给库房文献的实时监测提供依据,结合 化学计量学方法,利用傅里叶变换中红外光 声光谱技术快速测定了纸张含水量。基于中红外光声光谱,分别采用 主成分回归(Principal Components Regression, PCR)方法和 偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression, PLSR)方法建立了纸张含水量的 定量模型,并通过交叉验证选择了最佳主成分数。结果表明,PLSR方法 的建模结果优于PCR方法(决定系数R2：0.3681>0.3532)。 通过增加主成分数可以使模型预测变好,但也存在过拟合风险。未来拟采 集更多的纸张样本,以期建立稳定的纸张性质检测模 型,为实现纸质文献的红外光谱实时监测奠定基础。     

用近红外光谱法测量分析全血的血糖浓度

文中利用透射实验测量了全血的近红外光谱,用偏最小二乘法( Partial Least Square ,简写为PLS) 选择包含有葡萄糖特征峰的谱段,建立了回归模型,得到了葡萄糖浓度的拟合曲线,分析拟合曲线与真值的关系,相关系数达到0. 9999 ,误差小于0. 13mmol/ l 。实验结果表明:用近红外光谱的方法可以实现全血血糖浓度的测量。     

基于联合区间偏最小二乘判别分析的猪肉近红外光谱定性建模分析

为解决偏最小二乘判别分析(PLSDA)建模时光谱区域中的噪声及冗余信息干扰问题,提出一种基于联合区间偏最小二乘判别分析(Si PLSDA)算法,并将该算法应用于猪肉近红外光谱的定性建模分析。Si PLSDA利用联合区间偏最小二乘回归(Si PLS)进行光谱特征区域筛选,在筛选出来的光谱区域内建立数据的定性预测模型。采用Antaris II快速傅里叶变换近红外光谱分析仪获取波数范围为10000~4000 cm-1的猪肉样本近红外光谱,采用标准正态变量变换(SNV)进行近红外光谱的预处理,用Si PLSDA建立猪肉近红外光谱的定性模型。实验结果表明,Si PLSDA建立的预测模型对猪肉储藏时间的识别率达到93.94%,高于基于全光谱区域建立的PLSDA预测模型的识别率。     

肉骨粉中牛羊源成分含量的近红外漫反射光谱分析

为了切断疯牛病的传播途径保证饲料安全,开展非反刍动物肉骨粉中反刍动物成分含量的检测方法研究十分必要.本文探讨了利用近红外漫反射光谱(NIRS)分析技术快速检测非反刍动物(猪鸡)肉骨粉中反刍动物(牛羊)成分含量的可行性.收集了不同地区不同种类的肉骨粉样本,在猪和鸡肉骨粉中分别掺入0～48%的牛或羊肉骨粉,制备了200个样本.针对含牛羊源的猪肉骨粉、含牛羊源的鸡肉骨粉和含牛羊源的猪鸡肉骨粉三类样本,以掺入的牛羊源成分的质量比例作为真值,分别采用改进的偏最小二乘回归(MPLS)、偏最小二乘回归(PLS)和主成分回归(PCR)三种不同建模方法建立了NIRS定标模型.用独立的验证集对模型进行了验证,最优模型验证集的决定系数(R2)均大于0.90,相对分析误差(RPD)均大于3.0.结果表明,利用NIRS分析技术可以快速检测出猪鸡肉骨粉中牛羊源成分的含量.     

气溶胶单粒子光谱的PLS聚类分析

PLS聚类法是一种全新的气溶胶单粒子光谱数据处理方法,是利用具有“自组织机制”的PLS(Partial Least Square)回归算法去完成数据的聚类。文中首先阐述了PLS聚类对模拟数据集的运用以展示这种方法的一般特征及有效性,然后应用到气溶胶激光飞行时间质谱数据以展示PLS聚类的正确性及成功运用,最后我们将PLS聚类应用到氯化钙、氯化镁、氯化钠及氯化钾四种气溶胶单粒子激光击穿光谱混合数据集,通过分析聚类获得的树形图和图中节点的统计特性,我们剖析了正确聚类及发生错误划分的原因,表明了PLS聚类方法在气溶胶单粒子谱分析方面的应用潜力。     

激光诱导击穿光谱结合PLS检测土壤中的铅

利用波长1064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器获取国家标准土壤中铅元素的诱导击穿等离子体,并用八通道光纤光谱仪采集了样品等离子体光谱。应用多种光谱预处理方法对光谱进行信息提取和分析,比较了光谱的预处理方法对偏最小二乘(PLS)模型定量预测能力的影响。结果表明,采用9点光谱平滑处理和多元散射校正(MSC)预处理的模型质量较好,校正集和预测集的相关系数R分别为0.9981和0.9948,交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为12和17;元素Pb浓度分析测量的结果与标准值的相对偏差在10.5%以内,实验表明LIBS结合PLS建模能满足土壤中微量重金属快速检测的要求。     

正入射反射式太赫兹光谱测量的不确定度分析

太赫兹时域光谱技术能够快速、宽频带测量物质在太赫兹频段的光学或介电常数, 是物质识别的重要技术.光学常数的测量准确度完全受到复杂的测量过程和数据处理所影响.针对正入射反射式THz光谱测量, 分析了在测量材料介电特性过程中的误差来源, 它们包括太赫兹幅值误差、位置误差以及样品倾斜误差.建立了单独表征每个误差来源对于光学常数影响的不确定度分量的公式.利用MATLAB仿真了每个误差来源对于光学参数不确定度的影响.     

西红柿成熟度的近红外漫透射光谱无损检测

为了证实以近红外漫透射光谱技术结合化学计量学方法能有效实现西红柿成熟度的检测，采用美国海洋光学公司的QE65000光谱仪取得了西红柿的漫透射光谱数据，采用日本柯尼卡美能达CR-10反射式色差计取得了亮度、红绿色相、黄蓝色相和总色差颜色数据; 通过标准数学建模方法建立了颜色模型，并通过偏最小二乘回归校正算法建立了近红外光谱模型。结果表明，两组模型都是以红绿色相指标建模时效果最佳，在99个未知样品数据中，预测模型的颜色模型误判情况分别为未成熟0%、半成熟33.33%、成熟0%；而近红外预测模型的误判情况分别为未成熟32.14%、半成熟50%、成熟0%。该研究验证了近红外光谱技术对西红柿成熟度进行无损检测的可行性，这对实现西红柿的快速、批量分选具有一定的实际意义。     

Characterization of photonic crystals based on opal-semiconductor composites by Bragg reflection spectroscopy

Semiconductors - The Bragg reflection spectra of photonic crystals based on the opal-semiconductor (GaP, GaN) composites are studied. An approach is developed which provides a means for...     

基于条纹反射法的平面镜面形测量

为了评价平面镜面形误差,采用基于条纹反射法的面形检测原理、通过平面镜法线偏移实现面形误差评价的方法。将正弦条纹投射至光屏,经被测平面镜反射至相机,通过小孔成像原理和四步相移法获得被测平面镜上一点的法线,并与经最小二乘算法面形重建的该点理论法线比较,获得该点法线偏移,利用法线偏移实现对平面镜的面形评价。对测量方法进行计算机仿真,以证明其正确性;搭建实验测量系统,并对某一款手机屏幕进行测量实验。结果表明,该测量方法的重复性精度优于1mrad,测量重复性高。该研究为玻璃面板等具有高反射特性的平面面形误差提供了参考。     

基于光声光谱和腔衰荡光谱的气溶胶光学特性测量研究

气溶胶光学特性是影响大气辐射强迫的重要因素, 对全球气候起着决定性作用。针对当前气溶 胶光学特性测量仪器存在的测量参数单一、测量不确定度高和溯源体系不完善等问题,本文 将光声光谱(PAS)技术和光腔衰荡光谱(CRDS)技术相结合,实现了气溶胶的消光、吸收及散 射系数同时在线测量, 并研制了一套大气气溶胶多光学参数的高精度在线测量装置。本文测量装置经过NO₂气体 标准物质校准 后,用于大气气溶胶光学特性测量,具有测量相对误差小于4%、测量重复性优于0. 2%和测量不确定 度为2.8%(k=2)等优点。与积分浊度计 、黑碳仪现场实验数据比较,本文测量装置的消光系数、吸收 系数和散射系数的E_n值均小于1,显示出良好的测量一致性和 稳定性。实验结果表明,本文测量装置具备 多参数测量能力,且测量结果准确可靠,可用于大气气溶胶光学特性的现场实时测量,也可 用于相 关测量仪器的计量校准,为测量仪器提供量值溯源。     

光腔衰荡光谱技术用于OH浓度测量的误差分析

光腔衰荡光谱技术（Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS）是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光腔衰荡光谱技术实验系统,选取OHA2+-X2（0,0）电子跃迁带的P1（2）吸收线谱,在常压条件下对平面火焰的OH浓度进行了定量测量,并对激光器线宽及线型、激光器的频率稳定性、火焰温度、光腔参数等因素对测量误差的影响进行了分析讨论。误差分析给出了光腔衰荡光谱技术的几个关键注意事项,可为光腔衰荡光谱技术的应用提供指南。     

透射全息图的反射再现

透射全息图不仅可以透射再现,而且可以反射再现。本文对八个再现象的成因、成象位置进行了分析和计算,得出了与实验相符的结果。     

基于内存反射光纤网络的分布式测控系统

针对某型红外导引头综合测试性能测试的需求,以分布式控制系统为模型,构建一种基于内存反射光纤网络的红外导引头测控系统.利用内存反射网的高速和实时性,结合目标模拟器和三轴转台控制单元,能够实时测量导引头的数字、模拟、LVDS等信号,分析评估导引头的综合性能指标.     

Frequency-selective reflection and transmission by a periodicdielectric layer

The feasibility of using a periodic dielectric layer, composed of alternating bars having dielectric constants ϵ₁ and ϵ₂, as a dichroic surface at millimeter-wave frequencies is examined. For oblique incidence, it is found that total transmission and total reflection can be obtained at different frequencies for proper choices of ϵ₁ and ϵ₂ and the geometric parameters. The frequencies of total reflection and transmission can be estimated from wave phenomena occurring in a layer of uniform dielectric constant equal to the average value in the periodic layers. For some of the frequencies of total transmission, the bandwidth for 90% transmission is found to be 40%. The bandwidth for 90% reflection is always found to be much narrower, the greatest value obtained being 2.5%