[發明專利]基于一元線性回歸的光譜模型傳遞方法

有效

• 申請號: 201410299422.3
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104089911A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 楊輝華;樊永顯;張曉鳳;謝譜模;李靈巧
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/359
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

1.基于一元線性回歸的光譜模型傳遞方法，主要步驟如下：

Ⅰ、樣品光譜的預處理

光譜分析儀器臺數M≥2，已知樣品在各臺儀器上采集的光譜數據及樣品m種主要成分含量的參考值；對各臺光譜儀器上采集的樣品光譜數據進行相同的預處理；

Ⅱ、校正模型的建立

分別將M臺儀器上采集的樣品光譜數據針對m種成分劃分為m個校正集和對應的m個預測集，校正集中的樣品數N₁≥30，預測集中的樣品數N₂≥10，且N₁＞N₂，各臺儀器上校正集和預測集樣品的選取一致；利用多元校正方法，以校正集樣品的m種成分含量為因變量，以校正集中N₁個樣品的光譜數據作為自變量，分別建立M臺儀器上的m個校正模型；

Ⅲ、校正模型評價

根據步驟Ⅱ建立的校正模型，將相應的預測集樣品的光譜數據代入其中，計算得到預測集樣品各成分含量的預測值，將預測值與實際成分含量相比較，進行M×m個校正模型的評價；評價參數選用預測標準偏差；

Ⅳ、主儀器的選擇

根據步驟Ⅲ的評價結果，選擇預測效果最好的校正模型對應的儀器作為主儀器，其它儀器作為從儀器；

Ⅴ、模型傳遞，光譜校正

利用基于一元線性回歸光譜模型傳遞，對從儀器預測集樣品光譜進行校正，具體步驟如下：

Ⅴa、轉換集樣品的選擇

轉換集樣品取自校正集，轉換集樣品數N₃的范圍設為1≤N₃≤20，對樣品不同成分，以預測標準偏差最小為原則，由主儀器的某成分校正集中分別選擇針對各從儀器的最佳樣品，然后在各從儀器的該成分校正集中分別選擇相同序號樣品作為各從儀器上的該成分轉換集；

Ⅴb、求回歸系數

設任意光譜矩陣表示為X(n×p)，其中n為樣品數；p為變量數；X(i，j)表示第i個樣品在第j個波長點處的吸光度；X(i，:)為光譜矩陣的行向量，表示第i個樣品在所有波長處的吸光度；X(:，j)為光譜矩陣的列向量，表示所有樣品在第j個波長處的吸光度；X_m和X_s分別表示主從儀器上的轉換集光譜矩陣；

本方法假設不同波長間吸光度是相互獨立的，利用一元線性回歸對從儀器采集的樣品光譜進行校正；

通過下式求出各從儀器上任意波長點j，j的取值滿足j∈1…p，對應的回歸系數b₀(j)和b(j)各p個，共有p×2個，

b0(j)b(j)=[1n×1Xs(:,j)]+·Xm(:,j),]]>

其中，1_n×₁為元素全為1的n×1的列向量；[1_n×1X_s(:,j)]⁺為[1_n×1X_s(:,j)]的廣義逆矩陣；

Ⅴc、光譜校正

對在從儀器上測得的未知樣品光譜X_unknown，用下式進行轉換得到與主儀器上測得的光譜相一致的光譜X_std，

Xstd(:,j)=[1n′×1Xunknown(:,j)]·b0(j)b(j),]]>

根據校正后的從儀器光譜X_std，由主儀器建立的校正模型得到樣品各成分含量的最終結果。