岭回归及其改进的算法在红外光谱数据中的应用

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1、分类号：TP391UDC：004.62学号：15451186199密级：公开温州大学硕士学位论文岭回归及其改进的算法在红外光谱数据中的应用作者姓名：丁浩浩学科、专业：计算机应用技术研究方向：电器智能化指导教师：陈孝敬（教授）完成日期：2018年5月温州大学学位委员会温州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得温州大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡

2、献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日温州大学学位论文使用授权声明本人完全了解温州大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权温州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属温州大学。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日岭回归及其改进的算法在红外光谱数据中的应用摘要红外光谱数据的模型构建是化

3、学计量学研究的重要内容，根据红外光谱建模的目的不同，可以分为定量分析和定性分析，在分析的过程中，使用红外光谱数据建立预测模型，从中选取预测最佳的模型做预测。现代各种便捷式的红外分析仪器为样本的测量提供了方便，但是实际问题中碰到样本少且变量多的问题，通常采用最小二乘的方法建立模型就难以满足其建模要求。为了弥补这种建模方法的不足，本文就采用了岭回归算法，是一种专门解决多重共线性问题的方法，它是通过约束长度系数来间接解决多重共线性问题。因此，近年来岭回归方法的建模在很多领域得到广泛的研究和应用。本文将岭回归与改进的岭回归算法应用于红外光谱数据中，并对线性模型进行探讨，

4、主要内容如下：介绍选题的背景和意义，分析了一些红外光谱数据建模的方法及基本原理，同时也对岭回归法进行了阐述，分析了岭回归估计的性质和岭参数（k值）的选取方法，通过柑橘的光谱数据验证了此算法在红外光谱建模中的可行性。本文主要是对岭回归算法改进的研究，改进算法的核心部分是添加了先验信号。通过四组实验来比较改进的岭回归算法和偏最小二乘法（预测集均方根误差的比较），实验样本是葡萄糖、果糖和蔗糖混合液，数据是在恒温的环境下进行采集，从两种算法分析的结果发现改进的岭回归法对红外光谱建模的精度要比偏最小二乘法高，而且增加校正集（训练集）的样本数，预测的精度要更高。同时也讨论了

5、改进岭回归建立的模型在复杂系统（非恒温和浓度变化）I中的鲁棒性，两组实验结果显示改进的岭回归算法在红外光谱应用中的鲁棒性比偏最小二乘法好。关键词：红外光谱，多重共线性，岭参数，改进的岭回归算法，先验信号IIAPPLICATIONOFRIDGEREGRESSIONANDITSIMPROVEDALGORITHMININFRAREDSPECTRALDATAABSTRACTInfraredSpectramodelisanimportantpartofchemometrics.Accordingtothedifferentpurposesofinfraredspectro

6、scopymodeling,itcanbedividedintoquantitativeanalysisandqualitativeanalysis.Intheprocessofanalysis,infraredspectrumdataisusedtoestablishpredictionmodels,fromwhichthebestpredictioncanbeselected.Theportableinfraredanalyzersprovideconvenienceforthemeasurementofsamples.However,inactualpro

7、blems,itfaceswithfewsamplesbutmanyvariables.Itisdifficulttomeetthemodelingrequirementsbyusingaleast-squaresmethod.Inordertomakeupforthedeficienciesofthismodelingmethod,theridgeregressionalgorithmisappliedinthisthesis,whichisamethodtosolvemulticollinearityproblem.Itindirectlysolvesthe

8、multicolline