第31卷·第5期 2011年5月
光诺学与光诺分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31,No. 5· pp1279-1282
May、2011
结合SNV的分段直接标准化方法在拉曼光谱模型传递中的应用
黄承伟，戴连奎：，董学锋
浙江大学工业控制技术国家重点实验室，浙江杭州310027
摘要为了实现拉受光谱在不同仪器上的模型传递，文章提出了一种改进的分段直接标准化算法。该方法先利用标准正态变换法对光谱数据进行处理，以减少源机与目标机之间的光谱背肤与强度影响，再采用分段直接标准化算法消除不同仪器间对样本信息反应差异，实现拉受光谱的全谱传递。此外，还提出了传递误差率指标用于对光谱传递效果的定量评价。针对汽油拉受光谱的实验结果表明，该文提出的算法具有传
递样本少、传递精度高和模型稳健性强等优点，可应用于不同拉受光谱仪器间的模型传递。关键调分段直接标准化；标准正态变换；拉受光谐；模型传递
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)05-1279-04
等[11.11)介绍了利用NIST(national institute of standards and technology)标准参考物质在激光激发下发出的荧光来校正不同拉要光谱仪器的不同响应函数方法，但这种标准物质价格
光谱分析作为一种新型的分析检测技术，具有无损、快速、样品制备简单及可实现在线分析等特点，被广泛应用于食品、材料、化工、生物等领域。然而在多元校正方法实际应用中，经常会遇到一台仪器上（称源机，master)建立的模型通常不能直接用于另一台仪器（称目标机，slave)。一般面言，原模型失效"的主要原因是样本变化与仪器响应函数差异所引起的测定光谱差异[1-3]。模型传递是解决上述间题的有效方法之一
国内外对近红外光谱的模型传递进行了较为深入的研究(3)。目前应用最为普遍和最为成功的方法是分段直接标准化（piecewisedirect standardization，PDS）方法[")。其他一些新发展的方法，如被运用于消除样本温度对测量光谱影响的连续分段直接标准化算法"]，基于小波变换基础上的直接标准化方法*，这些方法往往具有传递过程紫项、光谱变量多、传递速度慢等特点。
相对于近红外光谱，由于拉受光谱本身的特点，模型传递研究成果少。Olsen等(*）采用多元信号校正（multiplicative signalcorrection，MSC)与波长选择的方法，成功地在同一台仪器上，将2005年建立的猪肉脂肪组织碘含量拉曼分析模型应用于2008年未知样本的碘含量预测。Mann等L0]以环已烷拉受语图为例，操讨了多项式拟合与函数卷积法在两台不同分辨率拉曼光谐仪器之间模型传递上的应用。Choquette
收稿日期：2010-07-30，修订日期：2010-10-28
基金项目：国家(863计划）项目(2009AA04Z123)资助
昂贵，并且受到光谱仪器类型的限制。
本文为了解决拉变光谱在不同仪器上的模型传递问题，提出了一种改进的PDS方法（简称SNV-PDS方法），该方法先对光谱进行标准正态变换（standardnormalvariate， SNV)，然后采用PDS算法进行全谱传递。针对汽油拉受光谱的实验结果表明，该方法具有传递样本少、精度高和传递
稳健性强等优点。 1算法描述
本文在基本PDS*的基础上提出的SNV-PDS算法流程如图1所示。在传递模型建立阶段，选取若干个有代表性的传递样本，然后在源机和目标机上分别测得这些样本的光谱 M=(M,i=1,*,puj=1,",q与S=(S,,i=1,",p;j= 1,*,q)，其中p为传递样本数，q为光谱数据点数。接着利用SNV对谱图矩阵M和S进行处理，得到的谱图分别记为 M"=（M"，i=l,",j=1,q和S"=（S"，=1,,Pj=1,,q)。利用M"的第列与S""的第jk列到第 j十列建立PLS同归模型，其中k为分段半窗宽；PLS回归系数即为转换矩阵F=F，，i=1,*,2k十1;j=1,***,9)的第 j列。光谱矩阵M"的每一列对应有一个PLS模型，共有q 个模型。依次采用PLS算法，便可得到完整的转换矩阵F。
作者简介：黄承伟，1985年生，浙江大学工业控制技术国家重点实验室硕士研究生
*通讯联系人e-mail，Ikdai@iipc.zjueducn
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