分数导数结合傅里叶最小二乘拟合处理含噪音的重迭信号

提出了一种含噪音重迭信号的综合处理方法 :先用傅里叶最小二乘法拟合噪音数据 ,然后对拟合后的信号求 2 .5次导数 ,在对模拟数据研究的基础上 ,讨论了求导后峰位漂移及其影响因素 ,给出了一个用于矫正峰位值的经验公式。用该方法对模拟和实际的紫外含噪音重迭信号进行处理 ,结果良好     

极谱曲线的背景扣除

提出一种借助微机准确、可靠扣除背景的运算方法,方法的拟合函数由背景函数B(E)=a/E+b+cE+dE~2和极谱峰函数(极谱峰电流方程与修正的高斯函数结合)加和构成,利用非线性最小二乘法参数估计,即可从实测的极谱曲线求得法拉第峰电流、峰电位和半峰宽度,而毋需空白溶液的数据,此法已应用于交流极谱和示差脉冲极谱。     

基于GPU计算的并行PLS算法研究与实现

偏最小二乘算法(PLS)是与红外、近红外光谱分析结合使用最为广泛的化学计量学算法,然而当前PLS算法通常采用单线程方式实现,当校正模型数量多或样本数量大、波长点数和主成分数较多,模型需对光谱预处理和波长选择方法反复优化时,计算十分缓慢。为大幅提高建模速度,该文提出了一种基于图形处理器(GPU)的并行计算策略,利用具有大规模并行计算特性的GPU作为计算设备,结合CUBLAS库函数实现了基于GPU并行的PLS建模算法(CUPLS)。利用近红外光谱数据集进行性能对比实验,结果表明CUPLS建模算法较传统单线程实现的PLS算法,加速比可达近42倍,极大地提升了化学计量学算法的建模效率。该方法亦可用于其它化学计量学算法的加速。     

光谱基线校正算法研究与应用进展

基线漂移是拉曼、中红外、近红外以及激光诱导击穿光谱等光谱仪器测量过程中经常出现的问题,会对光谱的定量和定性分析产生不利影响.基线校正是利用数学算法对光谱数据进行预处理的过程,以便于后续的尤其是结合化学计量学方法的光谱定性和定量分析.依据算法原理,常见的基线校正算法包括导数法、迭代多项式拟合法、分段拟合的算法、移动窗口平...     

基于影像处理的干涉测量相位重构研究

随着计算机技术和光电成像元件的发展,影像信息处理技术已经在无损检测、医学检测以及干涉测量等领域得到广泛应用。本文主要研究了影像信息在干涉测量领域的波前相位提取方法。干涉条纹图是干涉测量领域中影像信息的载体,在干涉条纹处理方面,针对空域卡雷算法的特点,提出一种基于影像处理的单幅闭合干涉条纹图相位重构新算法。在空域卡雷算法处理方法的基础上,利用迭代修正算法对干涉图相位进行二次逼近,实现了对单幅干涉条纹图的高精度相位重构。Matlab仿真结果表明,迭代修正后的相位残差降低了25.8%,表明该算法在空域卡雷算法的基础上能够有效提高相位重构精度,实现干涉测量领域中影像信息的高精度处理。     

氨基酸描述子VHSEH用于多肽定量序效建模研究

从20 种天然氨基酸的171个物化性质出发, 按照疏水、立体和电性特征及氢键贡献将其分类后, 分别进行主成分分析, 得到一个新描述子VHSEH(Principal component score vector of hydrophobic, steric, electronic properties and, hydrogen bonds contributions). 对后叶催产素的结构进行了表征, 并以偏最小二乘法及D-优化划分样本建立了PLS定量序效关系模型, 得到复相关系数R2分别为 0.958 和 0.957, Q2分别为0.903和0.845, 约高于VHSE描述子模型值; 对抗菌肽进行了结构表征, 建立了PLS和OSC-PLS模型, 其R2分别为0.84和 0.995, Q2分别为0.546和0.926, 较SZOTT描述子结果好; 对58 个血管紧张素转化酶抑制剂进行QSAM研究, 得到R2, Q2及RMS分别为0.877, 0.838和0.361. 研究结果表明, VHSEH 描述子信息量大, 物化意义明确, 结果更易解释.     

基于代表性频率的介电谱解析形式

基于电介质复折射率的实验数据,采用晟小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数．研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱．在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers—Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好．基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱．     

用第一性原理方法获取周期体系中原子的部分电荷

利用量子化学软件包Crystal计算了立方周期性边界条件下液态水体系的静电势(ESP)和静电场(EF).在此基础上,提出了一种由第一性原理方法获取周期体系中原子的部分电荷的快捷方法.该方法把由周期性边界条件引入的平均静电势准mean作为一个拟合参数,通过对第一性原理静电势与Ewald加和法静电势的最小二乘法拟合而实现.值得说明的是,比较静电势与静电场拟合方法,前者的相对拟合误差仅为2%-3%,比后者小一个数量级.考察了四种电荷限制条件下,静电势、静电场拟合的水分子原子部分电荷及偶极矩的分布情况.     

氨基酸描述子SZOTT用于多肽定量序效建模研究

在相关研究的基础上, 提出一新的氨基酸描述子SZOTT, 该描述子所含信息量大, 且操作简便. 将其用于两类肽体系序列表征, 用偏最小二乘和正交信号纠正-偏最小二乘建模, 获得较好的建模结果.     

Gradient incorporation in one-dimensional applications of interpolating moving least-squares methods for fitting potential energy surfaces

We present several approaches to use gradients in higher degree interpolating moving least squares (IMLS) methods for representing a potential energy surface (PES). General procedures are developed to obtain smooth approximations of the PES and its derivatives from quasi-uniform sets of energy and gradient data points. These methods are illustrated and analyzed for the Morse oscillator and a 1-D slice of the ground-state PES for the HCO radical computed using density functional theory. Variations in the IMLS fits with the number and distribution of points and the degree of the polynomial fitting basis set are examined. We determine the effects of gradient inclusion on the accuracy of the IMLS values of the energy, first and second derivatives for two 1-D test cases. Gradient inclusion reduces the number of data points required by up to 40%.     

基于人工蜂群优化的MR图像分割算法研究

针对传统图像阈值分割算法在MR图像分割时存在的易受采集图像灰度不均、医学图像易受噪声干扰,因而难以得到准确分割阈值的问题,本文将人工蜂群算法与二维OSTU阈值分割算法相结合,提出一种基于人工蜂群优化的MR图像分割算法。使用医学图像的离散度矩阵的迹作为人工蜂群优化的目标函数,得到二维OSTU的最佳分割阈值;根据得到的最佳阈值,对图像采用二维OSTU分割的方法进行分割。实验结果证明,对于医学MR图像,本文所提出的算法具有精度高和鲁棒性强的特点,能够得到精确的分割后图像。     

伏安法中离散数据的傅里叶最小二乘处理方法

提出了傅里叶最小二乘法对含噪声伏安数据的处理，并讨论其原理。通过对理论模拟数据和甲醛实验体系中高噪声溶出伏安数据的处理，证明了Ｆｏｕｒｉｅｒ最小二乘法的可行性。     

红外光谱定量分析中的一种变量聚类偏最小二乘算法

偏最小二乘算法( Partial least squares, PLS)可以很好地解决分析数据中的变量共线性问题,在光谱分析,尤其是近/中红外及拉曼光谱的定量分析中应用广泛。针对PLS存在的有效信息提取和噪声抑制问题,提出一种变量聚类重加权的PLS算法。通过对光谱的各波数变量进行聚类并分别建模,然后集成为全谱模型。通过对计算并赋予各子类不同的权重,根据对模型的贡献对变量进行重加权,从而提高算法的预测精度。汽油中的辛烷值预测和烟草中的烟碱含量预测两组近红外数据验证表明,所提出算法优于经典的PLS算法,其RMSEP在两组数据中分别降低32%和22%,在光谱数据的定量分析中具有潜在的应用优势。     

Lab分通道直方图的彩色图像分割算法及应用

本文针对传统灰度直方图分割法未综合考虑图像色度及纹理特征、对灰度差异不明显或灰度范围重叠的图像出现过分割或欠分割等问题，提出一种新的基于Lab分通道直方图的彩色图像分割算法，引入具有序列不相关性的亮度L通道、红绿a通道及蓝黄b通道3种分割依据，通过Newton插值法进行拟合运算，可针对不同亮度、色度属性图像进行自由选择，并运用邻域灰度值相匹配原则解决相邻目标区域边缘像素的准确匹配问题，分局部、分形态、分区域实现图像中不同目标的提取。经验证，该法对区域亮度差异较大图像及区域色度差异显著于亮度差异图像的分割效果，均优于传统灰度直方图分割法，极大提升了直方图分割算法的适用性。将其与经典Reinhard色彩迁移算法结合，将源图像感兴趣目标区域经分通道分割后分别进行色彩迁移变换，较好解决了经典Reinhard算法对图像非目标区域的干扰、色彩误传及阶调层次损失严重等问题，突破传统迁移算法只能整体着色的局限性，实现分区域精准着色。     

Tumor Cell Detection Device Based on Surface Plasmon Resonance Imaging and Image Processing

A laboratory-made tumor cell detection device was fabricated based on both surface plasmon resonance imaging（SPRi） and image processing.In this device,a gravity-induced flow injection chip（gFIC） was exploited to replace a pump.Also two charge coupled devices（CCDs） were used to detect HepG2 cells by SPRi and image processing,respectively.The results of two CCDs are associated.Protein A was used to modify the sensing surface.The inlet angle was carefully adjusted for the device to get an enhanced image.In the test,the contrast among cell solutions at different concentrations can be easily distinguished.The other CCD using image processing can tell false-positive in some degree.This detection is label-free,real time,and precise.     

基于分子相互作用力场分析的多氯代二苯并二嗯英定量结构-色谱保留关系

提出了基于分子相互作用力场（MIF）、应用偏最小二乘（PLS）与多区组偏最小二乘（MBPLS）分析相结合，建立并检验多氯代二苯并二嗯英（PCDD）定量结构一色谱保留关系（QSRR）模型的研究方法。分别以表征van der Waals、氢键和疏水效应的C3、H和DRY探针，计算75种PCDD的分子相互作用力场，并与其气相色谱Kovats保留指数进行PLS与MBPLS分析，建立了拟合与预测效果良好的QSRR模型。其中MBPLS模型相关系数r^2为0．998；交叉验证的相关系数q^2为0．994。采用投影变量重要性方法判断了各种效应在PCDD色谱保留中的贡献。结果表明：van der Waals作用的影响最大，其次为疏水效应，而氢键效应影响较小。