一種光譜特征波長的提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光譜檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種光譜特征波長的提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光譜分析技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種快速無損檢測技術(shù)，可在生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí) 獲得樣品的客觀品質(zhì)信息，因此，其在過程分析、在線質(zhì)量監(jiān)控中都發(fā)揮著極其重要的作 用。其中，對于可見/近紅外光譜分析技術(shù)，因其儀器簡單、分析速度快、非破壞性和樣品 制備量小、不需前處理、幾乎適合各類樣品分析和多組分多通道同時(shí)測定等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng) 用。另外，可見/近紅外光在光纖中有著良好的傳輸特性，所W它與光纖技術(shù)相結(jié)合具有實(shí) 現(xiàn)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)在線控制的巨大潛力。
[0003] 在建立光譜檢測模型時(shí)所用到的波長對模型的精度有很大的影響。挑選對模型有 用的波長可W減少計(jì)算量，同時(shí)也可W減少錯(cuò)誤信息被引入模型中。目前常用的波長挑選 技術(shù)多數(shù)所挑選出的是幾個(gè)波段，每個(gè)波段中仍含有大量波長，相近的波長在數(shù)據(jù)信息上 有一定的重合，不利于簡化數(shù)據(jù)計(jì)算和提高模型精度。
[0004] 因此，針對W上不足，需要一種可W挑選出不相鄰的且與被測指標(biāo)相關(guān)的波長的 提取方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種光譜特征波長的提取方法，使得可W挑選 出不相鄰的且與被測指標(biāo)相關(guān)的波長。
[0007] (二）技術(shù)方案
[000引為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種光譜特征波長的提取方法，其包括如下 步驟：
[0009] S1、采集多個(gè)樣品的光譜數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)，并對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理；
[0010] S2、每個(gè)樣品按波長數(shù)量對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；
[0011] S3、對每組分別建立光譜數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的回歸方程；
[0012] S4、挑選出每組回歸方程中光譜數(shù)據(jù)與系數(shù)乘積較大的波長；
[0013] S5、將挑選出的波長組合后重復(fù)步驟S3、步驟S4的操作，直至挑選出預(yù)設(shè)數(shù)量的 波長。
[0014] 其中，所述光譜數(shù)據(jù)為多個(gè)波長的反射率。
[0015] 其中，在步驟S1中，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量校正。
[0016] 其中，在步驟S2中，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分組時(shí)，使每組中的波長數(shù)量等于樣品數(shù)量。
[0017] 其中，在步驟S2分組后，對于波長數(shù)量小于樣品數(shù)量的一組則不參與首次建立回 歸方程。
[0018] 其中，在步驟S3中，回歸方程中W光譜數(shù)據(jù)作為自變量，W指標(biāo)數(shù)據(jù)作為因變量。
[0019] 其中，所述回歸方程為多元線性方程，且在回歸方程中不含常數(shù)。
[0020] 其中，在步驟S4中，將每組回歸方程中同一波長下的反射率相加后，再與該波長 對應(yīng)的系數(shù)做乘積，排序選出乘積較大的若干個(gè)波長。
[0021] 其中，在步驟S5中，將每組所挑選出的波長與未參與首次建立回歸方程的一組波 長進(jìn)行組合后重復(fù)步驟S2、步驟S3的操作，直至挑選出預(yù)設(shè)數(shù)量的波長。
[0022] 其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)量小于樣品數(shù)量。
[002引 （S )有益效果
[0024] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有W下有益效果；本發(fā)明提供一種光譜特征波長的提取 方法，樣品中光譜數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理后，對所有波長的光譜數(shù)據(jù)按序分組，對每組分別建立光 譜數(shù)據(jù)與另一項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)之間回歸方程。分別挑選出每組中光譜數(shù)據(jù)與系數(shù)乘積較大的對 應(yīng)波長，然后將挑出的波長再次分組并進(jìn)行同樣的處理。該方法可W挑選出間隔較遠(yuǎn)的非 連續(xù)波長，并可W對最終挑選出的波長個(gè)數(shù)進(jìn)行設(shè)定。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例光譜特征波長的提取方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。W下實(shí)施例用于 說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027] 在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)W上；術(shù)語"上"、 "下"、"左"、"右"、"內(nèi)"、"外"、"前端"、"后端"、"頭部"、"尾部"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對 本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"、"第等僅用于描述目的，而不能理解為指示 或暗示相對重要性。
[002引本實(shí)施例提供一種光譜特征波長的提取方法，其包括如下步驟：
[0029] S1、采集多個(gè)樣品的光譜數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)，并對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行校正處理；
[0030] S2、每個(gè)樣品按波長數(shù)量對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；
[0031] S3、對每組分別建立光譜數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的回歸方程；
[0032] S4、挑選出每組回歸方程中光譜數(shù)據(jù)與系數(shù)乘積較大的波長；
[0033] S5、將挑選出的波長組合后重復(fù)步驟S3、步驟S4的操作，直至挑選出預(yù)設(shè)數(shù)量的 波長。
[0034] 該方法可W挑選出間隔較遠(yuǎn)的非連續(xù)波長，并可W對最終挑選出的波長個(gè)數(shù)進(jìn)行 設(shè)定。
[0035] 具體的，如圖1所示，W 44個(gè)樣品為例進(jìn)行說明：
[0036] 步驟S1中，分別采集每個(gè)樣品的光譜數(shù)據(jù)和一項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，例如TVC (英文全稱為 Total Vi油le Count,中文名稱為細(xì)菌總數(shù)），其中光譜數(shù)據(jù)包含多個(gè)波長反射率。因此，在 本實(shí)施例中每個(gè)樣品中采集的數(shù)據(jù)均含有2157個(gè)波長反射率數(shù)據(jù)和1個(gè)細(xì)菌總數(shù)數(shù)據(jù)。
[0037] 步驟S1中還包括對所用光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量校正。
[003引具體校正公式為；
[0039] 么i 二一^ .
[0040] 式中；Zi為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，X i為原始數(shù)據(jù)，y為原始數(shù)據(jù)的平均值，5為原始數(shù) 據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，對于本實(shí)施例而言，原始數(shù)據(jù)指校正前的光譜數(shù)據(jù)，通過對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行校 正實(shí)現(xiàn)檢測的精準(zhǔn)性。
[0041] 步驟S2中，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分組時(shí)，使每組中的波長數(shù)量等于樣品數(shù)量，并計(jì)算 分組數(shù)n ;判斷分組數(shù)n是否為0,若n為0則直接輸出對應(yīng)波長的反射率