加权SPXYE(WSPXYE)算法及其在近红外光谱模型转移中的应用

摘要

样本选择是模型转移的重要组成部分,其目的是在主光谱和从光谱中选择合适的样本,建立二者的转移模型,使得从光谱的预测样本能通过转移模型校正成类似于主光谱的样本,进而用主光谱的模型直接预测其浓度.目前,常用的样本选择算法有:Kennard-Stone法(KS法),SPXY法和SPXYE法.根据上述算法的特点,提出了一种新的样本选择方法:加权SPXYE法(WSPXYE法),进而将其用于选择合适的转移集样本.WSPXYE同样先计算样本间的距离,其距离有三个部分组成:光谱(X)之间的归一化距离dxs,浓度(y)之间的归一化距离dys,以及校正误差(e)之间的归一化距离des.其加权代数和dwspxye=αdxs+βdys+(1-α-β)des即为WSPXYE距离.计算了WSPXYE距离之后,可以根据其距离选择距离较大的样本作为转移集样本.WSPXYE是Kennard-Stone法(KS法),SPXY法和SPXYE法的推广,而KS法(α=1,β=0)、SPXY法(α=0.5,β=0.5)以及SPXYE法(α=0.333,β=0.333)则是WSPXYE法的特例.直接校正法(DS)、有信息成分提取-典型相关分析法(CCA-ICE)作为模型转移算法验证了WSPXYE方法的效果.结果显示,与KS法、SPXY法以及SPXYE法相比,WSPXYE法可以通过调节参数,选择合适的样本,获得较低的误差.