榆树木材基本密度近红外模型优化的研究

 为探究近红外光谱技术野外测量木材基本密度的可行性,用圆盘模拟伐倒木锯面,采集光谱信号,结合偏最小二乘法（PLS）建立榆树木材基本密度预测模型.其校正模型和验证模型决定系数R²分别为0.8456和0.8011,均方根误差RMSE分别为0.0231和0.0266,标准误差SE分别为0.0232和0.0268.为进一步提高模型预测精度,利用卷积平滑、小波变换等6种方法对光谱信号进行预处理.结果表明,基于小波变换去噪的模型精度最好,校正模型和验证模型决定系数分别为0.8996和0.8662,RMSE和SE的值均达到最小.研究表明,近红外光谱技术可用于木材基本密度的野外测量.     

基于偏最小二乘法的土壤有机碳高光谱预测研究

对86个土壤样品高光谱数据进行平滑去噪、一阶微分变换以及多元散射校正处理,在此基础上,建立土壤有机碳含量的偏最小二乘法(PLS)反演模型.结果表明,获得的五种PLS模型均具有较高的模型精度.其中,主成份个数为10时,R+MSC的PLS模型效果最好.校正模型的决定系数R2=0.95,校正均方根误差RMSEC=0.95.验证模型的决定系数R2=0.78,预测均方根误差RMSEP=2.03.利用PLS模型对预测集进行预测,实测值与预测值的决定系数R2=0.83,预测均方根误差RMSEP=1.71,预测标准差SEP=1.73.PLS模型可以对土壤有机碳含量进行预测.     

基于近红外技术快速检测青金桔果粉中β-胡萝卜素含量

以青金桔原粉为研究对象,采集不同时间热处理的青金桔果粉近红外光谱(900～1700nm)信息,经不同预处理,运用偏最小二乘回归(partial least square regression,PLS)法建立β-胡萝卜素含量的预测模型,实现靑金桔果粉中β-胡萝卜素含量的快速无损检测。试验结果显示,经标准正态变换(standard normal variate,SNV)预处理在1300～1700 nm范围内光谱信息构建的PLS模型,预测效果较好,模型均方根误差(RMSEC)、交叉验证均方根误差(RMSECV)、预测均方根误差(RM-SEP)分别为0.08、0.14和0.05,校正集决定系数(R2c)、交叉验证集决定系数(R2cv)和预测集决定系数(R2p)分别为0.95、0.87和0.95。由此表明,利用近红外光谱技术可潜在实现对青金桔果粉中β-桔胡萝卜素含量的快速检测。     

用近红外光谱法实时监测蛹虫草发酵中胞内多糖的质量浓度

应用近红外光谱(NIR)结合偏最小二乘法(PLS)建立一种实时监测蛹虫草发酵中胞内多糖质量浓度的新方法.对39个批次的蛹虫草在3个不同条件的5L发酵罐中进行蛹虫草深层发酵,发酵过程中间隔一定时间取样,采集样品的近红外光谱,并按常规方法测定样品中胞内多糖质量浓度,再采用PLS法建立样品的近红外光谱与胞内多糖质量浓度间的模型,所建模型经过选择最适光谱预处理方法和最适隐变量数进行优化,其留一交互验证预测值与化学测定参考值间的相关系数R=0.8750,交互验证均方根误差RMSECV=0.3052.采用最优PLS模型对样品中胞内多糖质量浓度进行预测,校正集预测均方根误差RMSEC=0.1670,预测集预测均方根误差RMSEP=0.3650,表明模型的稳健性和预测性能较好。     

近红外光谱技术检测石榴汁中花色苷含量

以不同产地的石榴汁样品为对象,对其近红外光谱数据进行预处理并通过小波变化处理提取光谱特征,采用遗传算法对支持向量机的三个参数进行优化,建立基于近红外光谱技术与支持向量机的石榴汁中花色苷含量检测模型。结果表明,模型对验证集的均方根误差为0.019 766,决定系数为0.999 2,模型预测性能良好。近红外光谱技术可用于石榴汁中花色苷含量的定量检测。     

基于近红外光谱技术结合遗传算法的安溪铁观音品质评价

以清香型铁观音茶叶为试验原料,基于近红外光谱技术结合遗传算法,建立相关的数学分析模型,用于安溪铁观音综合品质得分的测定,完善茶叶检测体系,进一步推动我国茶产业的标准化进程。实验结果表明,经二阶导数+平滑+归一化方法对光谱进行预处理后,得到综合品质得分PLS测定模型最优,验证集相关系数为0.913,均方根偏差为0.665。选用近红外光谱6 670-4 000 cm-1谱区,经遗传算法筛选特征波长后,建立茶样综合品质得分GA-PLS测定模型,校正集相关系数为0.959,均方根偏差为0.413;验证集相关系数为0.940,均方根偏差为0.587,GA-PLS模型的预测能力和精度更高。     

偏最小二乘法-可见/近红外光谱测定南丰蜜桔糖度的研究

研究了南丰蜜桔糖度的快速测定方法,选择漫反射原始光谱采用偏最小二乘法(PLS)建立了南丰蜜桔糖度的校正模型,并对模型的预测性能进行了验证.在糖度预测模型中,预测集的相关系数为0.9133,预测均方根误差为0.5577,平均预测偏差为-0.0656.结果表明:可见/近红外漫反射光谱结合PLS方法对南丰蜜桔糖度的快速测定是有效的.     

便携式光谱仪对樱桃糖度检测的研究

利用600~1 100 nm波段的便携式可见-近红外光谱仪,以烟台大樱桃为研究对象,进行了樱桃糖度可见-近红外光谱的特征提取的实验研究.利用小波滤波对樱桃可见-近红外光谱进行预处理,运用偏最小二乘回归法建立了樱桃糖度的定量分析模型,并对模型进行了验证.实验结果显示:樱桃中糖度的可见-近红外光谱校正样本集的相关系数(R)为0.939 6,校正均方根误差为0.138 2;预测样本集的相关系数(R)为0.907 4,预测均方根误差为0.149 2.结果表明:利用便携式可见-近红外光谱技术在600~1 100 nm范围内检测樱桃糖度是可行、可靠的,为樱桃内部品质的野外在线检测提供了理论依据.     

基于近红外光谱的杏仁糖中糖含量预测模型的研究

本研究以32个杏仁糖样品为研究对象,使用4种不同近红外光谱仪采集样品的光谱数据,利用二阶导数光谱法处理数据,并结合Savizky-Golay平滑方法,计算二阶导数光谱。将数据集预处理后,建立偏最小二乘(PLS)和支持向量机(SVM)模型用于预测未知样品的糖含量,通过对两个模型的应用发现,PLS模型预测值与真实值偏差较大,均方根误差为2.9822,而SVM模型中利用10折交叉验证优化参数,优化参数后预测值几乎全部与真实值相同,预测值与真实值间均方根误差为0.0127,误差极小。综上所述, SVM模型均方根误差较小,所以选择SVM模型作为糖的预测模型,为杏仁糖样品中糖含量的快速检测提供一种精确简单的方法,此模型可推广至食品中糖含量的定量分析。     

拉曼光谱预处理中几种小波去噪方法的分析

拉曼光谱分析中,噪声的存在常影响分析的准确度和检测限.以钙长石的拉曼光谱为研究对象,探讨小波变换在拉曼光谱信号去噪方面的应用,分别采用移动窗口最小二乘多项式平滑、移动窗口中位数平滑、非线性小波软硬阈值法和小波变换模极大值法对加噪后的拉曼光谱进行去噪并对去噪效果进行比较.结果表明,小波变换模极大值光谱去噪法得到了较高的信噪比,小波软硬阈值法次之,其他2种方法去噪效果较差.小波变换模极大值法能够有效去除光谱噪声,并很好地保留了光谱信号特征,为拉曼光谱的校正模型的建立奠定了良好的基础.     

小波变换在血糖浓度检测中的应用

利用小波变换的时频局部变换特性对近红外光谱数据进行滤噪处理,能有效地从信号中提取有用信息,从而提高信号的信噪比,提高模型的预测精度和稳健性．将该方法应用于近红外血糖浓度测量的基础研究中,实验结果表明,校正模型的预测标准偏差(RMSEP)分别减少了53%和58%,这对于血糖浓度测量的研究具有一定的现实意义．     

连续小波变换-支持向量回归-紫外分光光度法测定多组分B族维生素含量

提出了连续小波变换-支持向量回归-紫外分光光度法(CWT-SVR-UV)多组分B族维生素含量测定方法.通过对维生素B混合样品测定光谱进行CWT处理,能够扣除光谱背景信号,降低光谱重叠与共线性的影响.将CWT-SVR-UV法用于维生素B1、维生素B2、维生素B3及维生素B6混合组分的同时测定,测定结果相对标准偏差分别为0.9%、1.8%、1.7%和0.5%.与基于原始光谱数据的SVR和偏最小二乘(PLS)建模方法相比较,本文提出的建模测定方法具有更好的预测准确度.     

近红外光谱在印刷品颜色检测中的应用

为了对印刷品颜色进行快速、准确检测,应用近红外光谱技术(NIR)并结合偏最小二乘法(PLS)建立印刷品颜色检测模型.对近红外光谱获取的144个样本光谱曲线,应用主成分分析方法进行降维,维数为5.选取的主成分作为光谱优化特征子集以替代原来复杂的光谱数据.随后,将144个样本数据随机分为定标集和预测集,利用偏最小二乘法在103个定标集样本数据基础上建立印刷品颜色预测模型,应用此模型对41个预测集样本颜色进行预测.研究结果表明:利用PLS模型得到样本的实测值和预测值之间的预测决定系数(R~2)为99.74%,预测平均相对误差为0.636%,表明利用近红外光谱技术检测印刷品颜色是可行的.     

DWT-PLS在SELDI-TOF MS血清多肽谱解析中的应用

针对表面增强激光解吸/离子化飞行时间质谱(SELDI-TOF MS)血清多肽谱解析,首先采用离散小波变换(discrete wavelet transform,DWT)对数据进行滤噪、压缩;再采用偏最小二乘(partial leastsquares,PLS)法建立癌症诊断预测模型.考察了DWT对血清多肽谱数据预滤噪、压缩的效率,同时重点研究了小波分解尺度、主成分数对诊断预测准确率的影响.研究结果表明,采用DWT-PLS法解析血清多肽谱简便、高效、预测准确.     

巴戟天药材中耐斯糖含量近红外光谱测定方法的建立

目的建立巴戟天药材中耐斯糖含量的近红外光谱测定方法。方法用高效液相色谱法测定114批巴戟天药材中耐斯糖含量,采集近红外光谱后,运用多元散射校正法,结合最小偏二乘法建立巴戟天耐斯糖含量的定量模型。结果建立的耐斯糖近红外光谱定量模型,内部交叉验证决定系数为0.979 1,校正标准偏差为0.909 0,预测标准差为0.909 0,交叉验证的标准偏差为1.093 0。结论该含量测定近红外光谱模型稳定、准确适用于巴戟天药材中耐斯糖的含量测定。     

基于玉米近红外光谱的CWT-SVR蛋白质预测模型

采用国家标准方法测定125个玉米样品的蛋白质含量,并同时进行红外光谱(NIRS)测定.在连续小波变换(CWT)处理玉米NIRS数据的基础上,通过多次随机选择定标集和校正集样品的模型优化方法,建立了二次ε不敏感损失函数的CWT-SVR蛋白质预测模型.模型用于检验集样品中蛋白质的测定,结果满意,且优于传统的偏最小二乘模型(PLS).     

MW-PLS法对雷尼替丁粉末药品的定量分析

结合可移动窗口偏最小二乘法（MW PLS）, 利用近红外漫反射光谱建立雷尼替丁粉末药品质量分数无损快速检测方法. 对模型进行优化时选择一阶导数、 二阶导数、 卷积平滑和快速Fourier变换预处理方法, 并优化隐变量数等模型参数. 以逼近度Da作为建模参数的优化评价标准, 最终得到测定雷尼替丁粉末药品的最佳模
型. 用该模型进行预测, 其校正集和验证集的预测值和真实值间的相关系数（Rc）分别为0.984 5和0.977 5, 校正集的均方根误差（RMSEC）为0.003 1, 验证集均方根误差（RMSEP）为0.003 3. 与高效液相色谱(HPLC)测定结果比较, 其相对误差≤2.422%.     

DWT-PLS在SELDI-TOF MS血清多肽谱解析中的应用

针对表面增强激光解吸/离子化飞行时间质谱（SELDI-TOF MS）血清多肽谱解析,首先采用离散小波变换（discrete wavelet transform,DWT）对数据进行滤噪、压缩;再采用偏最小二乘（partial leastsquares,PLS）法建立癌症诊断预测模型.考察了DWT对血清多肽谱数据预滤噪、压缩的效率,同时重点研究了小波分解尺度、主成分数对诊断预测准确率的影响.研究结果表明,采用DWT-PLS法解析血清多肽谱简便、高效、预测准确.