探究基于正交信号校正算法的近红外光谱预处理

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1、浙江大学硕士学位论文基于正交信号校正算法的近红外光谱预处理姓名：余浩申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：程翼宇;瞿海斌20040301浙江人学硕L学何跑文基于正交信{0校lE算法的近红外光谱预处理摘要近年米，近红外光谱分析技术得到了快速的发展，已经广泛虑刷于石油化工、农、Ik和食品I：业、纺织工jIk、制药工业和临床医学等领域。近红外光潜技术的广泛应用应归功于辨—r化学计量学的数据处理方法的发展。预处理足近红外数掘处列!ff，的‘个重要珥节，本文的研究聚焦于预处理方法。1卜交信号校币(OSC)是一种新近发展起来的

2、数据预处理方法，它ff匀基本思想是仅从光谱矩阵X上移除与相应值矩阵Y正交的部分。在本文巾，O$C被戍玎3于中药体系fI(j近红外光谱数据的处理中。研究结果表明OSC适用于叶1药体系n0近红外光谱分析数据预处理。另外，本文还比较了六种不同的OSC算法的应删特J囊，结果表I州OPL$是这六种算法中最高效的算法。本文指⋯了{iiOSCn勺使用过程中一个被忽略的缺点。光潜数捌巾的噪音并不绝划证交于Y，因此O$C只能除去它们在与YIi_F交方向上的投影，而噪青的残刚部分则会影响模型的稳定性，并可能造成过拟合。针对OSC的这个缺陷

3、，水文提⋯了一种改进OSC的方法。在应用OSC预处理数据之前，采用多链逐步波K选择方法预先除去邡些噪音含量丰富的区域，尽可能的除去噪音的残留部分附卜扰。这种改进方法被应用于谷物的近红外数据的处理中，提高了校ir模型预测的准确性。关键词：近红外光谱，正交信号校正，预处理方法，波长选择，多链逐步波长选择方法浙tI．人学硕h学位论丈基n11交信号校I】：算法的近红外光潜预处理AbStractAnalyticalapplicationsofNear-Infraredspectroscopytechniquehavegrownd

4、ramaticallyinrecentyears．Itiswidelyusedinlotsofareas，suchaspetrochemicalindustry,agriculturcandfoodindustry，textileindustry，pharmaceuticsindustryandclinicalnledicinc．7l'hewideusingofNIRshouldattributetothedataprocessingmethodbasedonchemometrics．Thepurposeofthisp

5、aperfocusedonpretreatment，OFtCofimportantstepsinthedataprocessingofNIRspectra．Orthogonalsignalcorrection(OSC)isauewpopularpretreatmentmethod，anditsbasicideaisthatitrcn30vestilepal‘tslinearlyunrelated(orthogmml)totheresponsematrixYfromspectralmatrixX．Inthispaper．

6、OSCwasappliedtopi．eprocesstheNIRspectraofherbalmedicines．TheresultsshowthatOSCissuitedtopreproccsstheN1Rspectl‘aofherbalmedicines．Furthermore，sixdifferentalgorithmsofOSCwerecomparedandtheresultsshowthatOPI。Sisthemostpowerfulnlcthodofthem．’FhedrawbackofOSCwasdisc

7、ussedinthispaper．Thenoisesint11espectraarenotabsolutelyorthogonaltoY，SOonlytheprojectionontheorthogonaldirectiontoYCallbcI．emovcdbyOSC．Theresidualsofnoiseswillinfluencethestabilityofmodelsandmaybeareasonofover—fitting．AnimprovementmethodisproposedinthispapcrMult

8、iplechainsmethodisusedforwavelengthselectionbeforeOSC，madtheunrelatedpointstomodelsareremovedforeliminatingtheinterferenceofnoisesinsomeextent．Thismethodisappliedtotr