应用于区间组合的非连续光谱数据的偏最小二乘方法改进研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11226219
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
  • 资助金额:
    3.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0403.贝叶斯统计与统计应用
  • 结题年份:
    2013
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2013-12-31

项目摘要

Spectroscopy analysis is a rapid measuring technology for the quantitative analysis of sample components by using the spectral information of samples. Based on the high dimensional spectral data including information and noises, chemometric methods would be effectively employed, simultaneously to eliminate noise and as much as possible to reduce data dimension, further to establish a good mathematical model to predict the composition of sample components. Partial least squares (PLS) is a commonly used spectral analysis method integrating principal component analysis and multiple regression. It can effectively remove noise and reduce data dimension. However, the PLS algorithm is usually used for continuous spectral data. For the analytes with discontinuous characteristics absorption, the PLS models are difficult to provide good prediction results. This project will study the principle of PLS, and mainly achieve the algorithm improvement in the derivation, computation and association process of the score matrix and the loading matrix, so that PLS can be applied to the analysis of the non-continuous spectral data by waveband combination. Meanwhile, the spectral information abstraction methods will be studied, to select out the wavebands with high signal to noise ratio, and to establish the optimized spectroscopy analysis model by using the improved PLS algorithm, and to realize the analysis of the discontinuous spectral data by waveband combination. By computer programming design, an algorithm platform will be built up to enhance the prediction results of spectroscopy analysis.
光谱分析技术是利用样品的光谱信息来对样品成分进行定量分析的一种快速检测技术。基于包含噪音的高维光谱数据,采用有效的化学计量学方法,在消除噪音的同时尽可能地降低光谱数据的维度,进而建立良好的数学模型来预测样品成分含量。偏最小二乘法(PLS)是融合主成分分析和多元回归的一种常用的光谱分析方法。它可以有效地去除噪音、降低数据维度。然而,PLS算法通常是对连续光谱数据建立模型,对于一些特征吸收不连续的分析对象,PLS模型很难提供良好的预测结果。本项目研究PLS算法的基本原理,主要对得分矩阵与载荷矩阵的推导、计算和关联过程做算法改进,使PLS能够适用于区间组合的非连续光谱数据的分析。同时,研究光谱信息优选方法,挑选出具有高信噪比的光谱波段,结合改进的PLS算法,建立优化的光谱分析模型,实现对区间组合的非连续光谱的数据分析,并进行计算机程序设计,建立相应的算法平台,从而达到提高光谱分析预测结果的目的。

结项摘要

偏最小二乘法(PLS)是光谱定量分析的一种核心回归方法,它融合了主成分分析和多元回归,可以有效地去除噪音、降低数据维度。本项目一方面研究PLS 算法的基本原理,针对得分与载荷矩阵的推导、计算和关联过程做算法改进,简化PLS的因变量和自变量交错迭代过程。第二方面,研究光谱信息优选方法,挑选具有高信噪比的光谱波段,结合改进的PLS算法,建立优化的光谱分析模型,实现对区间组合的非连续光谱的数据分析。第三方面,进行计算机程序设计,建立改进PLS的算法平台,从而达到实现光谱快速定量分析的目的。本项目在理论基础、应用基础和实际应用三方面都取得了较丰富的成果,发表国内外核心刊物论文6篇。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Combination of Modified Optical Path Length Estimation and Correction and Moving Window Partial Least Squares to Waveband Selection for the Fourier Transform Near-Infrared Determination of Pectin in Shaddock Peel
改进光程估计与校正与移动窗偏最小二乘法与波段选择相结合的傅里叶变换近红外测定柚皮中果胶
  • DOI:
    10.1080/00032719.2013.784912
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Analytical Letters
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Chen; Huazhou;Tang; Guoqiang;Song; Qiqing;Ai; Wu
  • 通讯作者:
    Wu
FT-NIR光谱法与Whittaker平滑应用于土壤有机质和总氮的定量检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    分析试验室
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁嘉如;陈华舟;秦强
  • 通讯作者:
    秦强
The Combined Optimization of Savitzky-Golay Smoothing and Multiplicative Scatter Correction for FT-NIR PLS Models
FT-NIR PLS 模型 Savitzky-Golay 平滑与乘性散射校正的联合优化
  • DOI:
    10.1155/2013/642190
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    ISRN Spectroscopy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huazhou Chen;Qiqing Song;Guoqiang Tang;Quanxi Feng;Liang Lin
  • 通讯作者:
    Liang Lin
Modified Biogeography-Based Optimization with Local Search Mechanism
具有本地搜索机制的改进的基于生物地理学的优化
  • DOI:
    10.1097/j.pain.0000000000000778
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Applied Mathematics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Quanxi Feng;Sanyang Liu;Qunying Wu;Guoqiang Tang;Huazhou Chen
  • 通讯作者:
    Huazhou Chen
FT-NIR spectroscopy and Whittaker smoother applied to joint analysis of duel-components for corn
FT-NIR 光谱与 Whittaker 平滑器联合分析玉米双组分
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huazhou Chen;Wu Ai;Quanxi Feng;Zhen Jia;Qiqing Song
  • 通讯作者:
    Qiqing Song

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其他文献

Modified biogeography-based optimization with local search mechanism
具有局部搜索机制的改进的基于生物地理学的优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Applied Mathematics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    封全喜;刘三阳;吴群英;唐国强;张浩敏;陈华舟
  • 通讯作者:
    陈华舟
ICP-AES结合SVDV技术应用于饮用水品质检测性能诊断
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈华舟;许丽莉;蔡肯;刘振尧;陈安;梁园媛
  • 通讯作者:
    梁园媛
多元散射校正与Savitzky-Golay平滑模式的组合优选应用于土壤有机质的近红外光谱分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    计算机与应用化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈华舟;潘涛;陈洁梅
  • 通讯作者:
    陈洁梅
特征峰值投影技术应用于鱼粉蛋白近红外波长优选
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘振尧;陈福;陈华舟;卢启鹏;高洪智;丁海泉;温江北
  • 通讯作者:
    温江北

其他文献

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基于嵌入式进化优化的光谱分析半监督学习模型研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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