一种用于预测蚕丝含量占比的近红外光谱分析方法

针对近红外光谱分析技术中未充分利用预测模型光谱数据的问题,提出了一种可充分利用光谱数据和有效预测蚕丝含量占比的新方法.以5种类型共145个样本的蚕丝含量占比以及相应的所有蛋白质基光谱数据为研究对象,将这些样本分别划分为校正集和验证集,并采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression...     

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。     

可见／近红外光谱预测杨梅汁酸度的方法研究

针对可见/近红外光与杨梅汁酸度存在非线性相关的特点,提出了应用偏最小二乘(PLS)法预测线性部分和人工神经网络(ANN)预测非线性部分,结合两种方法综合预测杨梅汁酸度值,通过比较,r RMSEP,B ias的值来检验该方法.其中PLS模型用于寻找与杨梅汁酸度值有关的敏感波段,预测杨梅汁酸度的线性部分,将这些敏感波段对应的光谱吸光度值作为人工神经网络的输入,并将杨梅汁酸度的实际测量值减去PLS模型校正值,获得的差额部分作为神经网络的输出,建立一个差额神经网络预测杨梅汁酸度的非线性部分.46个样本用于建模,30个样本用于预测.结果表明该方法对样本的预测相关系数r=0.939,RMSEP=0.218,B ias=-0.121,好于只使用PLS模型的相关系数r=0.921,RMSEP=0.228,B ias=-0.132.     

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。     

可见/近红外光谱的南丰蜜桔可溶性固形物含量定量分析

基于可见/近红外漫反射光谱定量分析技术对南丰蜜桔的可溶性固形物含量进行实验研究.采用偏最小二乘法对南丰蜜桔完整果和果肉的可见/近红外光谱进行了分析,并且比较和讨论了不同光谱预处理的建模结果.实验结果表明:在波长范围350～1800nm,一阶微分光谱所建模型效果最佳.其中完整果所建校正模型的预测相关系数为0.825和预测均方根偏差为0.899;果肉所建校正模型的预测相关系数为0.893,预测均方根偏差为0.749.     

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。     

基于近红外光谱技术的成品卷烟定量分析

CO,焦油,烟气烟碱是卷烟产品的重要指标,传统方法测量时,有污染并且不能预测。根据卷烟产品粉末的近红外光谱,用30个品牌样品,600条光谱建立了焦油、CO、烟碱三大烟气指标的校正模型,用于准确测定和预测卷烟产品的三大烟气指标。在所有的校正模型中,原始谱图经过二阶导数和偏最小二乘（PLS）处理,实验结果的偏差比较小,表明近红外光谱技术在分析卷烟产品的化学指标时可以代替经典化学方法,可以为烟草行业节省大量资金和显著提高工作效率。另外还利用近红外光谱图对卷烟产品的价格档次进行预测分类,结果令人满意,可以对卷烟产品价格的制定提供参考。     

近红外光谱结合GA-LSSVR分析烟草尼古丁含量

为了提高近红外光谱快速检测烟草尼古丁含量的精度和稳定性,利用近红外光谱结合遗传算法-最小二乘支持向量回归(GA-LSSVR)建立了回归预测模型。在LSSVR模型建立过程中,采用遗传算法对LSSVR参数进行自动优化。相比于利用常规最小二乘支持向量机和遗传偏最小二乘法等建立的回归预测模型,GA-LSSVR法建立的回归预测模型泛化能力更强,预测效果更好,验证集相关系数R2为0.9766,预测均方根误差为0.1065。研究结果表明,GA-LSSVR是一种快速准确的建模方法,为烟草尼古丁含量的近红外测定和近红外光谱数据的处理提供了新的方法与途径。     

基于局部学习的玉米种子近红外高光谱图像鉴选

将局部学习算法引入到种子的近红外高光谱图像最优波段选择中,并建立偏最小二乘判别分析分类预测模型,实现少波段条件下的玉米种子的快速鉴选。实验共采集了6类样本共720粒的玉米种子在874~1734 nm波段范围内的256幅近红外高光谱图像,利用局部学习算法获得波段的特征权重,并依据特征权重选择了最优波段。实验结果表明局部学习算法可有效获取最优鉴选波段,在13个最优波段条件下,对6组玉米种子可以获得平均纯度为95.97%的鉴选结果,为实现玉米种子的快速鉴选提供了一个合适的技术途径。     

近红外光谱透射法测量废水化学需氧量(COD)的光程选择

在用近红外光谱法测量废水化学需氧量(COD)时,水是一个强干扰因素,如何选择合适的光程长以提高测量灵敏度,减少测量误差很重要.本文通过在傅里叶变换近红外光谱仪上用透射光谱法测量废水COD实验来讨论废水测量的光程选择.采集了60个养猪废水水样,分别用1mm、2mm、5mm和10mm的样品池作对比研究,用PLS回归建模,比较不同光程长对废水COD预测的效果,结果显示在800~1350nm谱区选用10mm的光程,在1350~2500nm谱区选用1mm或2mm的光程测量,使用双光程组合方法建模可以提高模型在800~2500nm谱区的预测性能.该光程组合方法对其它复杂组分的水溶液的近红外定量测量也具有一定的参考意义.     

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.     

基于无信息变量消除法和连续投影算法的可见-近红外光谱技术白虾种分类方法研究

应用无信息变量消除法结合连续投影算法对可见-近红外光谱区进行有效波长的选择,选择后的波长作为输入变量建立最小二乘-支持向量机模型,对白虾属中三种典型种,脊尾白虾、秀丽白虾和东方白虾进行鉴别分类.实验采用Kennard-Stone算法选取150个样本作为建模集,50个样本作为预测集,通过UVE-SPA优选了数值分别为392、431、517、551、595、627、676、734、760、861、943和1018 nm的12个波长为LS-SVM的输入变量,建立了白虾种分类模型.该模型对50个预测集样本检验的准确率达到了92.00%.结果表明,采用可见-近红外光谱对白虾种进行鉴别是可行的,UVE-SPA能够有效地进行波长选择,使LS-SVM模型获得最优的分类结果.     

基于iPLS原理最优化信息区间的桃糖度组合权重PLS模型研究

采用反向区间偏最小二乘法和组合区间偏最小二乘法优化桃糖度可见/近红外光谱的信息区间组合,在选择的信息区间的基础上建立了一种线性组合权重PLS模型.对近红外光谱进行二阶导数处理、卷积平滑校正后,发现在区间分割数为15时筛选结果最优,BiPLS所选择的信息区间为742~770nm和 862~920nm,SiPLS所选择的信息区间为742~770nm、832~860nm和892~920nm.直接组合信息区间BiPLS和SiPLS模型的RMSEP值分别为0.386和0.308,线性组合权重PLS模型的RMSEP值分别为0.351和0.364.结果说明在近红外定量分析中线性组合权重模型的建立克服了复杂样品各信息区间对PLS建模贡献率不一样的问题.     

应用光谱技术和支持向量机分析方法快速检测啤酒糖度和pH值

为实现啤酒糖度和pH值的快速检测,采用可见/近红外光谱仪器得到360个啤酒样本的可见/近红外光谱数据.使用主成分分析(PCA)对数据进行降维处理以消除众多信患共存中相互重叠的部分,得到6个主成分值.将样本数据随机分为定标集和预测集,利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法在定标集数据基础上建立啤酒糖度和pH值预测模型,并利用此模型对预测集样本进行预测.根据预测相关系数(r)和预测标准偏差(RMSEP)判断预测模型好坏,结果表明该模型对啤酒糖度预测的相关系数r为0.9829,RMSEP为0.1506;对啤酒pH值的预测相关系数r为0.9563,RMSEP为0.0494,预测精度明显高于神经网络和PLS预测,所以利用该模型能够准确的预测啤酒的糖度及pH值.     

近红外反射光谱分析技术快速检测复合化学肥料中肉骨粉含量的研究

肉骨粉是产生牛海绵状脑病(BSE)的主要原因,根治BSE很有必要研究饲料和肥料中的肉骨粉的检出方法.本文探讨了利用近红外反射光谱(NIRS)分析技术快速检测复合化学肥料中肉骨粉含量的可行性.对混合有肉骨粉的4种复合肥料样品和这些所有样品,采用偏最小二乘法(PLS),获得5个校正模型的决定系数(R2)分别为0.9989、0.9957、0.9977、0.9969和0.9955,相对标准偏差(RSD)分别为3.82%、4.07%、3.92%、3.99%和5.13%;检验集的真值和模型预测值的决定系数(r2)分别为0.9951、0.9981、0.9960、0.9943和0.9884,RSD分别为6.74%、2.58%、3.55%、6.17%和7.44%.结果表明,利用NIRS分析技术可以成功检测出复合肥料中肉骨粉的含量.     

叶绿素含量非接触式检测方法研究

植物叶绿素含量的非接触式光谱检测有着测定范围大、易于实现自动检测等优点,对实施精准农业、搭建培养室内智能监控系统具有重要的意义。但叶片结构、叶片粗糙表面引起的光散射效应、环境光等干扰因素使其定量分析难度增加,本文采用一种结合等距映射(ISO-MAP)和偏最小二乘(PLS)的非线性降维建模方法,有效地提高了模型的预测精度。与波长参比和单纯PLS两种传统建模方法相比,ISOMAP-PLS模型的预测精度分别提高了56.3%和34.4%。实验结果表明,ISOMAP算法可以降低建模复杂度的同时提高预测精度,将其应用在非接触式叶绿素含量检测中是可行的,为实现植物多种生化参数的非接触检测以及相应仪器的开发奠定了基础。     

用最小二乘支持向量机的可见-近红外光谱测定蜂花粉贮存时间

为了探索一种快速有效的蜂花粉新鲜程度检测方法,利用可见近红外光谱技术结合最小二乘支持向量机（LSSVM）对蜂花粉的贮存时间进行了检测.选择常温环境中贮存时间为4~50天（共计47天）的茶花蜂花粉作为研究对象,将全光谱数据作为输入变量建立了LSSVM模型.结果显示,该LSSVM模型预测效果较好,预测相关系数rp达到了0.996,预测标准误差（SEP）和预测均方根误差（RMSEP）的值分别为1.310和1.308,优于偏最小二乘法（PLS）和主成分回归（PCR）的预测结果,说明基于LSSVM的可见近红外光谱技术能够很好地对花粉贮存时间进行检测.同时对不同贮存时间段花粉的预测效果进行了比较,发现该LSSVM模型适用于对第11~50天范围的贮存时间进行检测.     

微机控制的光热辐射技术测量金属的热扩散系数

介绍用光热辐射技术测量材料热扩散系数的基本原理和微机控制测量装置，给出了几种常见金属材料热扩散系数的测量结果，并对影响测量结果的因素进行了讨论，实验结果表明，该技术是一种快速测量材料热学性质的有效手段。