基于高光谱图像技术和波长选择方法的羊肉掺假检测方法研究

针对肉类掺假的定量检测问题,建立了基于高光谱图像技术结合波长选择方法以及偏最小二乘(PLS)法的羊肉掺假无损检测方法.试验搭建了羊肉-猪肉的高光谱图像采集系统,对选取的99个样本进行高光谱图像(390~1040nm)采集并提取感兴趣区域光谱.比较了多种预处理方法对全波长模型的影响,标准正态变量校正(SNV)为最优光谱预处理方法,校正决定系数R2CV达到0.93,预测决定系数R2P达到0.96,校正均方根误差RMSECV为8.33%,预测均方根误差RMSEP为6.18%.采用多种波长选择方法对光谱全波段520个变量进行变量选择,最终确定基于竞争性自适应重加权算法(CARS)的简化模型最优,其R2C=0.96,R2CV=0.94,R2P=0.96,RMSEC=6.55%,RMSECV=7.66%,RMSEP=6.10%.高光谱图像技术结合CARS能够对掺假羊肉进行准确的定量检测,可为羊肉掺假的在线无损检测提供理论依据.     

基于高光谱技术的牛肉-猪肉掺假检测

利用高光谱技术建立一种牛肉-猪肉掺假的快速无损检测方法.通过对样本集进行划分、光谱预处理以及特征波长的选择,建立了全波长和选择波长的掺假定量检测模型.结果表明:基于基线校正光谱预处理所得的偏最小二乘回归(PLSR)预测模型最优,其交叉验证决定系数R2CV=0.97、预测决定系数R2P=0.98,均方根误差RMSECV=5.20%、RMSEP=4.23%.此外,用回归系数法优选5个波长点作为特征波长进行建模,所得模型与全波长模型相比,具有变量少、结构简单、性能更优等优点.     

高频地波雷达的阵列互耦校正

针对分布式高频地波雷达（HFSWR）的工程应用,研究了基于自适应混合算法（AHA）的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性.     

一种自聚焦的弹载SAR成像方法

针对传统聚束式合成孔径雷达(SAR)成像算法对弹载SAR运动误差补偿困难的问题,该文提出采用相位梯度自聚焦算法(PGA)实现导弹成像过程中的相位误差校正。该方法利用方位滑窗对各像素点进行质量评估,从而挑选出质量最好的孤立特显点用于相位误差估计,并通过对相位误差的迭代修正获得其估计值。该文研究的PGA算法是非模型的相位误差估计方法,因此对任意阶相位误差都有非常好的自聚焦性能。理论和成像仿真结果表明,该方法具有运算量小、收敛速度快和估计精度高的特点。     

带缺失数据的半参数非线性模型基于经验似然的统计诊断

研究了用经验似然的方法来研究带有缺失数据的半参数非线性模型的统计诊断问题。首先,在响应变量完全随机缺失下,利用修正借补的方法处理缺失数据,从而得到完全样本;然后用核估计方法对未知函数进行估计。其次,基于数据删除模型给出了参数的一步近似估计,提出了经验Cook距离以及标准化残差分析,进而找出异常点和强影响点。最后,通过实例对带有缺失数据的非线性半参数模型进行统计分析来验证以上方法的可行性和有效性。     

基于Wiener过程的多阶段非线性复杂退化产品可靠性分析模型

为提高非线性退化轨迹拟合的精度,针对多阶段退化中的非线性规律建立Wiener过程模型,考虑变点的连续性与部件个体的差异性,给出基于非线性复杂退化的可靠性评估方法。结合幂律函数推导出非线性多阶段Wiener过程模型,得到模型参数的极大似然估计量;通过最小均方误差原则给出变点以及幂参数的初值确定方法;根据SIC(schwarz information criterion)方法得到模型变点的精确值,并检验其准确性;结合不同部件之间的差异性,得到变点的连续分布;推导出非线性Wiener过程连续时段内的可靠度函数估计;利用本模型对高压脉冲电容器电容相对变化量的退化数据建模,与线性建模结果对比,验证多阶段Wiener过程模型在可靠性评估方面的有效性与可行性,估计结果更接近真实值。     

三轴磁强计及其非对准误差校正算法

针对非对准误差条件下的三轴磁强计校正问题,提出一种误差校正算法,基于椭球拟合原理,利用约束范数求解得到磁强计误差校正参数.在此基础上引入四元数对非对准误差矩阵进行参数化,并基于点积不变原理利用约束梯度下降法进行参数求解.该算法只依赖传感器本身测量值,能够估计出非对准误差参数,且对非对准误差尺度不做限制.仿真和实测数据实验结果证明了算法的正确性与有效性.本算法不仅能够用于加速度传感器与磁强计之间的非对准误差校正,也可用于阵列多传感器之间的误差校正,具有一定应用参考价值.     

分光光度法对偏最小二乘法和主成分分析计算结果影响的研究

以两组分混合物模型体系为例初步研究了多组分体系光谱重叠程度、校正集样品数、测量波长数、组分浓度之比及随机误差等因素对偏最小二乘法和主成分分析计算结果的影响,还以食用色素二组分体系的光谱数据为例说明如何利用混合物模型体系来选择其测量参数并预报测定误差     

基于UVE-PCA的两级三维荧光光谱波长选择方法

针对三维荧光光谱仪的传统分析手段不适于现场快速测量的特点,在分析传统红外二维波长选择方法的基础上,提出了基于UVE-PCA的两级准三维荧光光谱波长选择方法。通过UVE初选和PCA终选,在保证回归精度的前提下最大限度地压缩波长变量,实现三维荧光光谱的在线检测。使用丹麦数据库中的三维荧光光谱数据进行验证,实验表明经该方法筛选后的激发-发射波长序列压缩为全波长序列的1.86%时,模型预测能力提高了19.7倍,预测速度提高了7.6倍。该方法对三维荧光光谱在现场快速定量测量的实现提供了依据。     

一种从衰减数据重建X射线球管光谱的方法

为了获得完整的球管光谱信息以实现X射线的曝光剂量控制和成像质量评估，提出了一个基于模型的光谱重建方法．根据不同厚度的衰减数据，用非线性最小二乘法估计出模型参数值，重建出应用于乳腺X射线检查的球管光谱．相对于传统的光谱重建方法，该方法采用模型约束，有效地遏制了衰减数据中测量噪声的影响，重建的光谱具有较高的精度．实验表明，当衰减数据合有标准差为1％的泊松噪声时，钨靶在35kV和45kV球管电压下，重建光谱的误差分别为4．03％和2．92％；钼靶在20kV和30kV电压下，误差分别为6．68％和8．41％．     

一种基于听觉掩蔽效应的语音增强方法

为提高增强语音的听觉效果 ,研究了一种基于听觉掩蔽效应的语音增强方法。推出了一个功率谱域的基于听觉掩蔽效应的不等式准则 ,并用这个准则动态地选择一个作为语音短时谱幅度估计器的非线性函数的参数值 ,通过这个参数自适应变化的非线性函数对语音谱幅度进行估计实现语音增强。在此基础上 ,设计实现了一个单声道语音增强算法。对增强语音的客观测试和非正式听音测试表明 :相对于传统的减谱法和对数短时谱幅度最小均方误差估计增强法 ,基于听觉掩蔽效应的语音增强方法能更好地抑制背景噪声     

基于神经网络内模控制的近红外光谱定量分析方法

以近红外光谱法为基础测定方法,结合内模控制,论述了采用自适应神经网络建立校正模型测定石油化工产品组成的可行性.基于dSPACE硬件平台,实验以直馏柴油、加氢精制柴油和催化裂化柴油为校正模型的训练样本,对自适应神经网络校正模型进行了检验,实验结果表明:该方法响应快、误差小、鲁棒性强,在近红外长波区内,校正样品和验证样品的均方误差小于10-6.     

连续小波变换-支持向量回归-紫外分光光度法测定多组分B族维生素含量

提出了连续小波变换-支持向量回归-紫外分光光度法(CWT-SVR-UV)多组分B族维生素含量测定方法.通过对维生素B混合样品测定光谱进行CWT处理,能够扣除光谱背景信号,降低光谱重叠与共线性的影响.将CWT-SVR-UV法用于维生素B1、维生素B2、维生素B3及维生素B6混合组分的同时测定,测定结果相对标准偏差分别为0.9%、1.8%、1.7%和0.5%.与基于原始光谱数据的SVR和偏最小二乘(PLS)建模方法相比较,本文提出的建模测定方法具有更好的预测准确度.     

广义迭代Tikhonov正则化方法的参数选取

在模型具有误差的情况下，讨论了求第一类算子方程解的含闭算子的迭代Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正则化方法．运用谱理论建立使正则化逼近解具有最优收敛阶的选取正则参数的方法，得到收敛性及收敛阶估计定理     

基于最小二乘的MEVVA源产生的金属镍等离子发射谱线的单峰拟合

在MEVVA源产生金属等离子体的发射光谱诊断的过程中,需要用＂Plasus Specline＂光谱分析软件对光谱仪采集到的等离子体发射光谱数据进行标定.但是受光谱仪分辨率的限制,某些谱线虽然有较高的谱线强度,但是标定结果与实际情况不符或者是由于不存在明确的峰值波长而不能准确标定.为解决这个问题,本文根据最小二乘法的函数逼近原理,结合原子发射光谱的多普勒展宽和洛伦兹展宽机制,在只考虑一种展宽机制的前提下,分别用高斯线型和洛伦兹线型两种轮廓函数对以上2种谱线进行函数逼近,即对光谱仪采集到的发射光谱数据点进行单峰拟合.用逼近函数的中心波长作为该谱线的波长并用分析软件对其进行标定,从而实现用＂Plasus Specline＂软件对光谱仪采集光谱信号中每一条谱线的准确标定.在函数逼近的过程中,分别采用改进后的牛顿迭代法、变量轮换法和模式搜索法3种优化方法求解逼近函数,并对这3种方法的优化效果进行比较.     

辐射温度计的标定及计算方法

介绍了辐射测温中一点标定的温度测量原理 ,并对一点标定法和利用最小二乘曲线拟合及数据积分的方法作了介绍 ,对标定的主要误差进行了定性及定量分析 .通过对基于波长函数 (PWF)的一点标定法以及利用最小二乘曲线拟合和数值积分对其计算的方法实践 ,及具体实验数据计算 ,对该方法进行了验证     

方便面油分近红外漫反射光谱特征波长的确定

建立反映方便面含油率与近红外漫反射光谱（ＮＩＲＤＲＳ）数据之间关系的数学模型即定标方程,是利用ＮＩＲＤＲＳ技术检测方便面含油率的前提,其中定标方程选入的特征波长与方便面含油率关系最密切,因此特征波长的确定是建立定标方程的关键本研究采用４０个方便面定标样品,其ＮＩＲＤＲＳ数据分别经一阶和二阶导数变换处理,运用逐步回归分析方法建立了相应的两个定标方程,复相关系数分别为０．９７８、０．９８６,标准差分别为０．４２４、０．３４２判定５７６９ｃｍ－１、５７８１ｃｍ－１两个波长是方便面油分在近红外区的特征吸收波长为证实特征波长的可靠性,研究通过实验和理论分析比较了棕榈油、面粉—棕榈油、方便面、面粉和水分的近红外漫反射光谱的吸收特征,证明用逐步回归方法挑选出的如上两个特征波长是可靠的     

基于随机F-矩阵的高维双样本协方差矩阵相等性检验

用高维随机矩阵理论, 对高维双样本协方差矩阵相等性的检验给出一种新方法. 结果表明, 利用高维随机F-矩阵线性谱统计量的中心 极限定理给出检验统计量的极限分布, 不仅适用于高维数据, 而且对于非正态的情形仍有效.     

基于同步辐射的紫外-真空紫外光谱辐射测量装置的研制

研究基于同步辐射的紫外-真空紫外光谱辐射测量装置. 通过切换前置镜位置来完成同步辐射光源和传递标准光源的测量. 讨论了辐射计偏振特性对测量结果的影响. 根据Schwinger提出的理论公式,利用同步辐射作为基准辐射源,在115～350nm的波长范围测量了作为传递标准的氘灯的光谱辐射亮度,测量不确定度为11%～14%.     

基于TDLAS一次谐波的甲烷浓度检测系统及其温度补偿研究

本文结合甲烷1 653.72 nm波长2v3带R3支气体吸收线,分析温度变化对甲烷吸收线的谱线特性及甲烷气体浓度测量产生的影响。基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱技术,应用一次谐波信号检测甲烷气体的浓度,通过温度补偿抑制环境温度变化给检测带来的干扰。实验结果表明,研制的甲烷浓度检测系统的性能稳定,利用温度补偿系数校准后系统测量偏差在1%以内,可以有效地提高系统的检测精度。