近红外光谱的净信号提取方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种近红外光谱的净信号提取方法及其系统，涉及近红外光谱技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：采集样本，获取样本近红外光谱原始数据；使用化学检测方法检测感兴趣的分析物的含量，将其作为响应变量；将不同的光谱预处理方法以及不同的光谱预处理方法之间的结合应用到原始光谱数据上，并使用十折交叉检验找出最优预处理方案，使用LASSO算法挑选出与响应变量相关的波段。本发明专利技术通过提取近红外光谱的净分析信号减少偏最小二乘法最佳模型中的主成分个数，简化模型复杂度的同时提高模型准确度和鲁棒性，预处理方案的引入改变了近红外光谱扰动的方向，使得光谱扰动在净信号方向的投影减少。方向的投影减少。方向的投影减少。

【技术实现步骤摘要】
近红外光谱的净信号提取方法及其系统


[0001]本专利技术属于近红外光谱
，特别是涉及一种近红外光谱的净信号提取方法及其系统。

技术介绍

[0002]近红外光谱由于其波长靠近可见光区，穿透能力较强，能携带较多的样本信息，更适用于物质成分分析，近年来，近红外光谱技术以其在相对准确分析的基础上，兼有快速、简便等优点而迅速发展成为一种新兴的分析与研究手段，近红外光谱分析中应用最为普遍的一种定量分析模型建立方法为偏最小二乘法，与主成分回归一样，偏最小二乘法也属于因子分析方法，在建模过程中需要对光谱矩阵进行分解，分解过程提取出少数几个变量就能代表原光谱的大部分信息，在偏最小二乘回归中这些变量称之为主成分，但偏最小二乘回归在主成分提取过程中不仅考虑了检测目标向量，还要使提取出的主成分与检测目标向量间的协方差最大化，这保证了潜主成分与检测目标向量间有最大的相关性，在使用偏最小二乘法建立校正模型前，需要使用预处理方案对原始近红外光谱数据进行谱图校正，目前应用较广的近红外光谱处理方法主要包括标准正态变换，多元散射校正，基线校正，平滑处理。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外光谱的净信号提取方法，其特征在于，包括如下步骤：采集样本，获取样本近红外光谱原始数据；使用化学检测方法检测感兴趣的分析物的含量，将其作为响应变量；将不同的光谱预处理方法以及不同的光谱预处理方法之间的结合应用到原始光谱数据上，并使用十折交叉检验找出最优预处理方案，使用LASSO算法挑选出与响应变量相关的波段；在逆模型的条件下，使用秩消方法获取噪声子空间，将测量得到的光谱信号向噪声子空间进行正交投影，垂直于噪声子空间的信号即为被测成份的净信号；建立预测模型，提取校正数据，利用校正数据检测模型性能。2.如权利要求1所述的一种近红外光谱的净信号提取方法，其特征在于，净信号求解过程所用的秩消方法的过程如下：假定r(H
′
1)为采集的一个光谱向量，X(N
′
H)包含N个近红外光谱样本，c
k
(N
′
1)为样本对应的感兴趣的分析物浓度向量，则r分解为两部分r＝r
//
+r^，其中，r
//
为r在噪声子空间的投影，r^为正交于r
//
的部分。3.如权利要求2所述的一种近红外光谱的净信号提取方法，其特征在于，近红外光谱的净信号通过计算，其中矩阵的每一列为光谱中除去感兴趣分析物的浓度所含成分的浓度向量c
k
，为只包含k
th
成分的纯光谱，I为单位矩阵，上标T代表矩阵的转置，上标+代表矩阵的伪逆矩阵。4.如权利要求3所述的一种近红外光谱的净信号提取方法，其特征在于，在逆模型条件下，没有先验数据求解S
‑
k
矩阵，因此采用秩消的方法来求解，具体描述为：应用主成分分析法...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘天红，李孟虎，陈琦，陈山，樊渊，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：