一种光谱特征波长的提取方法

【技术领域】

[0001] 本发明设及光谱检测技术领域，尤其设及一种光谱特征波长的提取方法。

【背景技术】

[0002] 光谱分析技术是近年来发展起来的一种快速无损检测技术，可在生产过程中实时 获得样品的客观品质信息，因此，其在过程分析、在线质量监控中都发挥着极其重要的作 用。其中，对于可见/近红外光谱分析技术，因其仪器简单、分析速度快、非破坏性和样品 制备量小、不需前处理、几乎适合各类样品分析和多组分多通道同时测定等特点，被广泛应 用。另外，可见/近红外光在光纤中有着良好的传输特性，所W它与光纤技术相结合具有实 现生产过程实时在线控制的巨大潜力。

[0003] 在建立光谱检测模型时所用到的波长对模型的精度有很大的影响。挑选对模型有 用的波长可W减少计算量，同时也可W减少错误信息被引入模型中。目前常用的波长挑选 技术多数所挑选出的是几个波段，每个波段中仍含有大量波长，相近的波长在数据信息上 有一定的重合，不利于简化数据计算和提高模型精度。

[0004] 因此，针对W上不足，需要一种可W挑选出不相邻的且与被测指标相关的波长的 提取方法。

【发明内容】

[0005] (一)要解决的技术问题

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供了一种光谱特征波长的提取方法，使得可W挑选 出不相邻的且与被测指标相关的波长。

[0007] (二)技术方案

[000引为了解决上述技术问题，本发明提供一种光谱特征波长的提取方法，其包括如下 步骤：

[0009] S1、采集多个样品的光谱数据和指标数据，并对光谱数据进行校正处理；

[0010] S2、每个样品按波长数量对光谱数据进行分组；

[0011] S3、对每组分别建立光谱数据和指标数据之间的回归方程；

[0012] S4、挑选出每组回归方程中光谱数据与系数乘积较大的波长；

[0013] S5、将挑选出的波长组合后重复步骤S3、步骤S4的操作，直至挑选出预设数量的 波长。

[0014] 其中，所述光谱数据为多个波长的反射率。

[0015] 其中，在步骤S1中，对光谱数据进行标准正态变量校正。

[0016] 其中，在步骤S2中，对光谱数据进行分组时，使每组中的波长数量等于样品数量。

[0017] 其中，在步骤S2分组后，对于波长数量小于样品数量的一组则不参与首次建立回 归方程。

[0018] 其中，在步骤S3中，回归方程中W光谱数据作为自变量，W指标数据作为因变量。

[0019] 其中，所述回归方程为多元线性方程，且在回归方程中不含常数。

[0020] 其中，在步骤S4中，将每组回归方程中同一波长下的反射率相加后，再与该波长 对应的系数做乘积，排序选出乘积较大的若干个波长。

[0021] 其中，在步骤S5中，将每组所挑选出的波长与未参与首次建立回归方程的一组波 长进行组合后重复步骤S2、步骤S3的操作，直至挑选出预设数量的波长。

[0022] 其中，所述预设数量小于样品数量。

[002引 (S )有益效果

[0024] 本发明的上述技术方案具有W下有益效果；本发明提供一种光谱特征波长的提取 方法，样品中光谱数据经过预处理后，对所有波长的光谱数据按序分组，对每组分别建立光 谱数据与另一项指标数据之间回归方程。分别挑选出每组中光谱数据与系数乘积较大的对 应波长，然后将挑出的波长再次分组并进行同样的处理。该方法可W挑选出间隔较远的非 连续波长，并可W对最终挑选出的波长个数进行设定。

【附图说明】

[0025] 图1为本发明实施例光谱特征波长的提取方法的流程图。

【具体实施方式】

[0026] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。W下实施例用于 说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

[0027] 在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个W上；术语"上"、 "下"、"左"、"右"、"内"、"外"、"前端"、"后端"、"头部"、"尾部"等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"、"第等仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性。

[002引本实施例提供一种光谱特征波长的提取方法，其包括如下步骤：

[0029] S1、采集多个样品的光谱数据和指标数据，并对光谱数据进行校正处理；

[0030] S2、每个样品按波长数量对光谱数据进行分组；

[0031] S3、对每组分别建立光谱数据和指标数据之间的回归方程；

[0032] S4、挑选出每组回归方程中光谱数据与系数乘积较大的波长；

[0033] S5、将挑选出的波长组合后重复步骤S3、步骤S4的操作，直至挑选出预设数量的 波长。

[0034] 该方法可W挑选出间隔较远的非连续波长，并可W对最终挑选出的波长个数进行 设定。

[0035] 具体的，如图1所示，W 44个样品为例进行说明：

[0036] 步骤S1中，分别采集每个样品的光谱数据和一项指标数据，例如TVC (英文全称为 Total Vi油le Count,中文名称为细菌总数)，其中光谱数据包含多个波长反射率。因此，在 本实施例中每个样品中采集的数据均含有2157个波长反射率数据和1个细菌总数数据。

[0037] 步骤S1中还包括对所用光谱数据进行标准正态变量校正。

[003引具体校正公式为；

[0039] 么i 二一^ .

[0040] 式中；Zi为标准化后的数据，X i为原始数据，y为原始数据的平均值，5为原始数 据的标准偏差，对于本实施例而言，原始数据指校正前的光谱数据，通过对光谱数据进行校 正实现检测的精准性。

[0041] 步骤S2中，对光谱数据进行分组时，使每组中的波长数量等于样品数量，并计算 分组数n ;判断分组数n是否为0,若n为0则直接输出对应波长的反射率