深度自编码器的近红外光谱转移研究

刘贞文， 徐玲杰， 陈孝敬

1. 集美大学港口与环境工程学院， 福建 厦门 361021 2. 温州大学机电工程学院， 浙江 温州 325035 3. 温州大学电气与电子工程学院， 浙江 温州 325035

引 言

近红外光谱已广泛应用于各个领域， 是一种快速、 无损、 环保、 经济的实用技术[1]。 然而， 近红外光谱的微弱信号不仅包含化学信息， 还包含各种背景噪声。 因此， 为了从光谱中得到准确的定量分析结果， 一个可靠的多元校正模型是必不可少的。 在实际应用中， 可以使用一种以上的仪器来收集光谱。 将一种仪器(主仪器)的校准模型直接应用于另一种仪器(次仪器)的光谱测量， 会使该模型失效。 而针对新光谱的重新校准是费时的[2-3]。 校准转移的方法可以使用现有的模型来分析在新条件下(新仪器下)获得的新样品， 而不需要重新建立模型, 因此受到许多关注和研究[4]。

模型校准转移主要可以通过三种策略实现： 模型预测值标准化、 模型系数标准化以及光谱标准化(光谱转移)。 简单的单变量斜率和偏差校正(SBC)[5]在两个不同仪器上测量的光谱预测之间建立了线性方程。 通过线性方程的偏置和斜率， 可以对新光谱的预测进行校正。 但只有当仪器变化引起所有样本系统的光谱差异时， SBC才是有效的[6]。 与SBC方法不同， 模型系数的标准化可以应用于不同样本间光谱差异的情况， 但通常这些方法需要大量的光谱样本才能得到满意的参数校正结果。 通过标准化光谱进行模型转移是最常用的模型转移策略， 这类方法通过一个转移矩阵， 将次仪器上测量的样品的光谱转移为相应的主仪器上的光谱， 使其服从于主仪器的样本空间分布。……