多模型共识偏最小二乘法用于近红外光谱定量分析

将多模型共识偏最小二乘法用于近红外光谱定量分析。利用随机抽取的训练子集建立一系列偏最小二乘模型,选取其中性能较好的部分模型作为成员模型,用这些成员模型来预测未知样品。将该方法用于一组生物样本的近红外光谱与样品中人血清白蛋白、γ-球蛋白以及葡萄糖含量之间的建模研究,并与单模型偏最小二乘法了进行比较。结果 PLS对独立测试集中三种组分进行50次重复预测的平均RMSEP分别为0.1066,0.0853和0.1338,RMSEP的标准偏差分别为0.0174,0.0144和0.0416;而本方法重复预测的平均RMSEP分别为0.0715,0.0750和0.0781,RMSEP的标准偏差分别为0.0033,0.2729×10-4和0.0025。     

小波变换结合多维偏最小二乘方法用于近红外光谱定量分析

将小波变换和多维偏最小二乘法相结合用于近红外光谱定量校正模型的建立。首先将原始光谱进行小波变换分解，得到系列小波细节系数，通过选取一组受外界因素少、信息强的小波系数组成三维光谱阵，然后再采用多维偏最小二乘法建立校正模型。实验结果表明，该方法所建近红外校正模捌的预测能力更强，并更具稳健性。     

组合偏最小二乘回归方法在近红外光谱定量分析中的应用

针对近红外光谱数据局部效应显著,变量个数多,彼此间常存在严重的复共线性,并多与样品组分含量呈非线性关系,构建一种组合非线性偏最小二乘回归(E-S-QPLSR)方法。它采用无重复采样技术(subag-ging),从训练样本中生成若干子样,然后每个子样通过二次多项式偏最小二乘回归(QPLSR),建立其子模型,并实现对训练样本因变量的定量预测,再将它们交由线性PLS算法用于计算各子模型的组合权系数。将该法应用于80个玉米样品的水组分含量与其近红外光谱的定量关系建模,效果良好,显示出很强的学习能力,所建模型的预报性能也优于其它方法。     

小波变换结合多维偏最小二乘方法用于近红外光谱定量分析

将小波变换和多维偏最小二乘法相结合用于近红外光谱定量校正模型的建立.首先将原始光谱进行小波变换分解,得到系列小波细节系数,通过选取一组受外界因素少、信息强的小波系数组成三维光谱阵,然后再采用多维偏最小二乘法建立校正模型.实验结果表明,该方法所建近红外校正模型的预测能力更强,并更具稳健性.     

基于多模型共识的偏最小二乘法用于近红外光谱定量分析

建立了多模型共识偏最小二乘(cPLS)建模方法, 并应用于烟草样品近红外(NIR)光谱与常规成分氯含量之间的建模研究, 探讨了建模参数对预测结果的影响. 结果表明, cPLS方法与传统的偏最小二乘算法(PLS)相比, 所建模型更稳定可靠, 预测结果也可得到了明显改善.     

仪器噪声在近红外光谱偏最小二乘模型内的传播效应

在实际多元校正应用中有很多因素会影响偏最小二乘(PLS)模型的预测效果,作为光谱数据本源的仪器噪声是其中的重要影响因素。以往的研究工作多使用各种滤波器或平滑方法来降低仪器噪声的影响,然而对于仪器噪声如何影响偏最小二乘的建模过程和模型预测能力鲜有报道。该文阐述并论证了仪器噪声怎样通过第一个隐变量的计算被引入模型中,经过对偏最小二乘计算过程的理论推导,论述了噪声的引入对偏最小二乘权重向量、载荷向量计算具有累积效应,并随着后续隐变量的计算不断在模型中传递,从而对偏最小二乘模型产生影响。同时对偏最小二乘模型的预测误差进行理论分解,将其划分为无噪理想模型本身的误差和由噪声传播导致的误差。结果表明,仪器噪声不仅会降低偏最小二乘模型的预测性能,还会影响偏最小二乘模型的最优复杂度选择。     

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。     

偏最小二乘近红外光谱法测定瘦肉脂肪酸组成的研究

利用偏最小二乘将瘦肉的近红外光谱数据分别与其棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸含量建立校正模型,并用交互校验和外部检验来考查模型的可靠性.各脂肪酸模型的校正相关系数分别为0.9998、0.9844、0.9963、0.9754、0.9969,均方估计残差(RMSEC)分别为0.0231、0.0485、0.111、0.373、0.311,交互校验均方残差(RMSECV)分别为0.509、0.115、0.225、0.848、0.649.应用所建立的各脂肪酸近红外模型对瘦肉脂肪酸组成进行预测,并对各脂肪酸的预测值与气相色谱法测定值进行配对t-检验,结果表明两者差异均不显著(p>0.05).     

用傅里叶变换近红外光谱和偏最小二乘法测定蔬菜中硝酸盐含量

1　引　　言近红外光谱分析技术 (NIRS)是利用物质在近红外光谱区的光学特性快速测定某种物质中的一种或多种化学成分含量的新技术。它以分析速度快、样品准备简单、从单个光谱可进行多种分析、不破坏样品及没有化学污染等优点 ,已广泛用于众多领域的定量分析及过程控制。被称为是一种绿色、快速、高效、适合在线分析的测试手段。蔬菜是极易富集硝酸盐的作物 ,人体摄入的硝酸盐有 81.2 %来自蔬菜 ,进入人体的硝酸盐可转化为亚硝酸盐 ,使人体缺氧中毒产生高铁血红蛋白症。硝酸盐还是一种潜在的致癌物质 ,因此 ,快速的硝酸盐检测方法对于监…     

重整汽油近红外光谱的稳健偏最小二乘解析

近红外光谱(ＮＩＲ)光谱复杂,组分间光谱重叠严重,目前,多元线性回归(ＭｕｌｔｉｐｌｅＬｉｎｅａｒＲｅ ｇｒｅｓｓｉｏｎ,ＭＬＲ)和偏最小二乘法(ＰａｒｔｉａｌＬｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ,ＰＬＳ)是近红外光谱分析中使用最多和效果较好的方法[1]。稳健偏最小二乘(ＲｏｂｕｓｔＰａｒｔｉａｌＬｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ,ＲＰＬＳ)是由稳健统计学构造的具有稳健性能的多元校正方法。当化学测量中引入随机异常点或误差的内在分布偏离正态分布时,它仍能给予接近最优性能的校正,确保分析结果的准确性,是消除奇异点的非常有效的方法[2-4],…     

偏最小二乘回归用于近红外光谱分析的稳健策略

偏最小二乘法（PLS）在近红外光谱（NIR）定量分析中占有重要地位,但预测结果往往容易受到样本分组和奇异样本等因素的影响,稳健性不强。多模型PLS (EPLS）方法在模型稳健性上得到提高,然而它无法识别样本中存在的奇异样本。为了同时提高模型的预测准确性和稳健性,本文提出了一种根据取样概率重新取样的多模型PLS方法,称为稳健共识PLS（RE-PLS）方法。该方法通过迭代赋权偏最小二乘法(IRPLS)计算样本回归残差得到每个校正集样本的取样概率,然后根据样本的取样概率来选择训练子集建立多个PLS模型,最后将所有PLS模型的预测结果平均作为最终预测结果。该方法用于两种不同植物样品的近红外光谱建模,并与传统的PLS及EPLS方法进行比较。结果表明该方法可以有效的避免校正集中奇异样本对模型的影响,同时可以提高预测精确度和稳健性。对于含有较多奇异样本的,复杂近红外光谱烟草实际样本,利用简单PLS或者EPLS方法建模预测效果不是很理想,而RE-PLS凭借其独特优势则有望在这种复杂光谱定量分析中得到广泛的应用。     

段式正交信号校正方法及在小麦近红外光谱数据分析中的应用

针对光谱数据峰宽、局部效应显著、含有噪音、变量个数多及彼此间常存在严重的复共线性等问题,改进和设计一种光谱数据局部校正方法:基于窗口平滑的段式正交信号校正方法,并将之结合偏最小二乘回归,以实现光谱数据的预处理及定量分析。通过NIPALS算法初始化将滤去的正交成分,以近邻分段方式进行逐个波长点的正交信号校正。而后将去噪后的光谱矩阵作为新的自变量阵,通过偏最小二乘回归构建其与性质参变量间的校正模型。通过小麦近红外漫反射光谱数据的应用实验结果表明,本方法正交成分估计稳定,去噪明显,模型的预报性能优于其它方法,PLS成分数减少,模型更加简洁。     

Discrimination of Human and Nonhuman Blood by Raman Spectroscopy and Partial Least Squares Discriminant Analysis

A novel method is reported to discriminate human and animal blood by Raman spectroscopy without complex sample preparation. A partial least squares discriminant analysis model was constructed from a calibration set of Raman spectra from three species of animal blood using 785-nm laser excitation. The discrimination between human and nonhuman blood was calculated by three sigma. Various performance measures, including a blind test and external validation, confirmed the discriminatory performance of the chemometric model. The model provided 100% accuracy in its differentiation between human and nonhuman blood. These results demonstrate that Raman spectroscopy is a promising tool for the discrimination of animal and human blood.     

基于局部最小二乘支持向量机的光谱定量分析

提出了一种基于局部最小二乘支持向量机(LSSVM)的回归方法,以克服待测参数和光谱数据间的非线性。本方法首先通过欧式距离选取局部训练样本子集,然后利用该子集建立LSSVM校正模型。由于每个测试样本建模时要选取不同的训练样本,因此提出相对距离的概念用来改进高斯核函数,使LSSVM的参数对于不同的训练样本具有自调整功能。针对一批汽油样本的实验结果表明,本方法的预测精度优于常见的局部线性建模方法和全局建模方法。     

Characterization of Biodiesel by Infrared Spectroscopy with Partial Least Square Discriminant Analysis

This paper reports a method to simultaneously classify 7% biodiesel and 93% diesel based on vegetable oil as the source of the biodiesel. Mafurra, moringa, and cotton biodiesel blends were characterized by infrared spectroscopy with partial least square discriminant analysis. The efficiency of model was evaluated based on the sensitivity and specificity. The model showed excellent results as all samples were correctly classified based on the raw material. Hence, the sensitivity and specificity parameters showed values of 1, which means 100% correct characterization of the samples in the calibration and prediction sets. Therefore, infrared spectroscopy with partial least square discriminant analysis is suitable for the characterization of biodiesel/diesel blends.     

区间偏最小二乘结合差分进化算法应用于鱼粉近红外光谱波长筛选

蛋白质含量是评价鱼粉质量的重要指标,该文采用近红外(NIR)光谱分析技术结合特征筛选方法建立了鱼粉蛋白质含量的快速定量分析模型,并结合区间偏最小二乘(iPLS)和二进制变异策略的差分进化(DE)算法建立了区间偏最小二乘差分进化(iPLS-DE)的波长筛选优化模式,对鱼粉NIR光谱数据进行特征波长筛选。iPLS-DE通过调试iPLS中等分子区间的数量,优选出9个最优特征波段,再采用二进制变异策略的DE算法在最优特征波段内筛选离散特征波长组合,最后根据模型的评价指标确定iPLS-DE优选模型并与iPLS优选模型进行比较。结果表明,将鱼粉全谱等分为5个子区间时,iPLS-DE筛选出50个离散特征波长建立的优选模型对测试集样品的预测均方根误差和相对分析误差分别为1.033%和4.058,而iPLS优选模型对测试集样品的预测均方根误差和相对分析误差分别为1.131%和3.855。表明iPLS-DE方法能够有效地提高NIR光谱分析模型对鱼粉蛋白质定量检测的预测能力。     

基于双脉冲LIBS结合偏最小二乘回归的稀土元素定量分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种以激光为激发源的等离子体发射光谱分析技术,已有将其用于稀土元素的定量分析研究,但由于稀土矿基体差异大、元素含量低,定量分析灵敏度和准确度仍有待提高。通过使用单激光分束构造双脉冲LIBS系统,并结合偏最小二乘回归(PLSR)算法实现对稀土矿石样品中的稀土元素La、Dy、Yb和Y的定量分析。结果表明,双脉冲LIBS结合PLSR可建立更加稳定的定标模型,与常规基本定标法相比,La、Dy、Yb和Y元素的相对均方根预测误差(RMSEP)从0.0061 %、0.0037%、0.0045%、0.0280 %降低至0.0044%、0.0016%、0.0029%、0.0134%,平均相对预测误差(AREP)从10.88%、15.27%、6.42%、17.20%降低至6.67%、3.62%、4.10%、7.98%。因此,双脉冲LIBS结合PLSR方法可以有效地提高LIBS对稀土矿石中稀土元素的定量分析能力。     

近红外光谱法测定黄芩提取物中黄芩苷含量

近红外光谱技术(NIR)是近年来快速发展的一种新型光谱分析技术,具有快速、高效、无污染、非破坏性以及实时分析等优点~([1]),已在农业、烟草、石油化工、医药等多领域得到广泛应用.尤其在药物分析方面,体现出近红外光谱分析的巨大潜力~([2]).