[發(fā)明專利]用于維護復(fù)雜體系光譜校正模型預(yù)測能力的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010187216.5
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101865828A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳增萍;俞汝勤
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G06F19/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

1.一種用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，具體步驟為：

(1)在原光譜儀和原實驗條件下，測得一校正樣本集光譜數(shù)據(jù)X_cal，在校正樣本集光譜數(shù)據(jù)X_cal與校正樣本待測組分的濃度之間建立光譜校正模型：c＝f(x)；其中x為樣本的光譜數(shù)據(jù)，c為樣本中待測組分的濃度

(2)選擇幾個有代表性的標準樣本，在新光譜儀或新實驗條件下測得標準樣本的光譜數(shù)據(jù)X_stand，利用建立在校正樣本光譜數(shù)據(jù)上的光譜校正模型從標準樣本的光譜數(shù)據(jù)中預(yù)測出標準樣本中待測組分的濃度，并計算出預(yù)測結(jié)果的系統(tǒng)偏差；

(3)在標準樣本的光譜數(shù)據(jù)與校正模型預(yù)測結(jié)果的系統(tǒng)偏差之間建立預(yù)測結(jié)果糾正模型；

(4)在新光譜儀或新實驗條件下測得的未知待測樣本的光譜數(shù)據(jù)x_test，然后綜合運用預(yù)測結(jié)果糾正模型與原光譜校正模型，從未知待測樣本的光譜數(shù)據(jù)x_test中對待測樣本中待測組分的濃度c_test作出準確預(yù)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，其特征是，所述在標準樣本的光譜數(shù)據(jù)與校正模型預(yù)測結(jié)果的系統(tǒng)偏差之間建立預(yù)測結(jié)果糾正模型，采用以下步驟：

(1)對X_cal和X_stand分別進行奇異值分解(SVD)：

其中，上標‘T’代表矩陣轉(zhuǎn)置操作；U_cal，U_stand、V_cal和V_stand均為列正交矩陣；∑_cal和∑_stand均為對角矩陣，其對角元素分別為光譜數(shù)據(jù)矩陣X_cal和X_stand的奇異值，且按照由大到小的順序排列；

取V_cal的前K列組成載荷矩陣P_cal，取V_stand的前K列組成載荷矩陣P_stand，其中，K為主成份數(shù)目且K可設(shè)定為樣本中的對光譜數(shù)據(jù)有顯著貢獻的化學(xué)組分數(shù)目或一稍大的數(shù)值；

(2)在標準樣本的光譜數(shù)據(jù)與校正模型預(yù)測結(jié)果的系統(tǒng)偏差之間建立預(yù)測結(jié)果糾正模型：

其中，上標‘+’表示矩陣的Moor-Penrose廣義逆；I為一單位矩陣，其階數(shù)與相同；b為回歸矢量；

然后用主成份回歸(PCR)或偏最小二乘回歸(PLSR)等多元回歸方法從上式中估計出回歸矢量b；在所述估計回歸矢量b時，所使用的潛變量數(shù)應(yīng)不大于樣本中的對光譜數(shù)據(jù)有顯著貢獻的化學(xué)組分數(shù)目r。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，其特征是，所述預(yù)測結(jié)果糾正模型的其他可能變種為：

f(X_stand)-c_stand＝X_standb或或

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，其特征是，所述從未知待測樣本的光譜數(shù)據(jù)x_test中準確預(yù)測待測樣本中待測組分濃度c_test，采用以下計算公式：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，其特征是，所述變種預(yù)測結(jié)果糾正模型對應(yīng)的計算未知待測樣本中待測組分濃度c_test的計算公式為：

c_test＝f(x_test)-x_testb或或

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，其特征是，它用于預(yù)測樣本中待測組分濃度，或用于預(yù)測樣本的其他化學(xué)或物理性質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于維護光譜校正模型預(yù)測能力的方法，其特征是，所述光譜儀為近紅外光譜儀器或紅外光譜儀、熒光光譜儀，紫外-可見光譜儀、拉曼光譜儀、原子吸收光譜儀、原子發(fā)射光譜儀、X-射線光譜儀，或是氣相色譜、液相色譜、質(zhì)譜、核磁共振儀。