[發明專利]基于局部保持投影的紅外光譜儀校準方法

無效

• 申請號: 201210519678.1
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103018178A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉軍;王海燕;姜久英
• 申請（專利權）人: 江蘇省質量安全工程研究院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01J3/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及紅外光譜模型轉移技術領域，特別是涉及一種基于局部保持投影的紅外光譜儀校準方法。

背景技術

紅外光譜技術因其快速、準確和無損而被廣泛應用于工業領域。光譜多元校正技術能夠有效地用于物質成分含量檢測和在線過程監測。但是多元校正模型在實際應用中常常會受到局限，這主要是由于已經建立的多元校正模型無法有效地應用于新的環境條件下觀測的譜圖或不同儀器采集的譜圖。重新校正方法可以克服這個局限，但是它每次都需要重新建立模型，這種方法的代價相當大，并且費時費力。

模型轉移（model?transfer）^[1]是解決上述模型推廣問題的一種有效方法，它將在一臺儀器上建立的定性或定量校正模型可靠地移植到其它相同或類似的儀器上使用，或將在某一條件下建立的模型用于同一臺儀器另一條件下采集的譜圖，其本質就是消除量測信號之間的不一致性使得其適合于同一個模型。模型轉移在實際應用中起到很重要的作用，它提供了一種可能，使得人們可以根據已有模型分析未來的樣本，而不需要重新建立模型^[2]。

目前，模型轉移主要有兩種途徑。從預處理的角度來看，對主、從儀器的譜圖進行預處理，消除與所測樣品無關的信息，使得主、從儀器的差異變小或消除，從而使得主儀器的模型能夠直接應用于從儀器，這類方法包括基線校正、導數變換、正態變量變換、多元散射校正、有限脈沖響應濾波、正交信號校正^[3]、小波變換^[4]和廣義最小二乘^[5]等。從光譜變換的角度來看，尋找一個變換矩陣將從儀器光譜響應映射到主儀器，實現模型共享，代表性的方法有直接標準化和分段直接標準化^[6]。

但是，預處理方法可能導致譜圖信息損失，從而無法完全消除不同儀器譜圖間差異。光譜變換方法如分段直接標準化方法可能會受到正態噪聲的干擾。基于局部保持投影的模型轉移方法能夠有效克服噪聲的影響，目前還未見成熟的技術與文獻。此外，儀器型號的不同，以及采集環境的變化，會導致不同儀器采集的譜圖之間出現各種復雜的差異，如何通過變換手段有效消除這些差異是模型轉移技術的一個難題。

[1]Feudale?R?N,Woody?N?A,Tan?H,et?al.Transfer?of?multivariatecalibration?models:a?review.Chemometrics?and?Intelligent?LaboratorySystems，2002,64(2),181-192

[2]Bouveresse?E,Hartmann?C,Massart?D?L.Standardization?ofNear-Infrared?Spectrometric?Instruments.Analytical?Chemistry，1996,68,982-990

[3]Wold?S,Antti?H,Lindgren?F,et?al.Orthogonal?signalcorrect?ion?of?near-infrared?spectra.Chemometrics?and?IntelligentLaboratorySystems，1998,44(1-2),175-185

[4]Tan?H?W,Brown?S?D.Wavelet?hybrid?direct?standardization?ofnear-infrared?multivariate?calibrations.Journal?of?Chemometrics，2001,15(8),647-663

[5]Martens?H,M,Wise?B?M,et?al.Prewhitening?of?data?bycovariance-weighted?pre-processing.Journal?of?Chemometrics，2003,17(3),153-165

[6]Wang?Y,Veltkamp?D?J,Kowalski?B?R.Multivariate?InstrumentStandardization.Analytical?Chemistry，1991,63(23),2750–2756

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種快速有效、方便便捷、重復性好的基于局部保持投影的紅外光譜儀校準方法。

本發明為了解決上述技術問題設計了如下技術方案：本發明設計了一種基于局部保持投影的紅外光譜儀校準方法，包括如下具體步驟：