北京市优秀人才培养资助(20081D1600600348)
- 作品数：7 被引量：62H指数：4
- 相关作者：张广军李庆波李响张倩暄吴瑾光更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学北京大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市优秀人才培养资助长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：理学机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于光谱技术的植物叶绿素浓度无损检测仪器的研制被引量：10
- 2009年
- 开发了一种便携式植物叶绿素无损检测仪器,该仪器可实现对叶绿素浓度的实时、快速、无损检测。仪器主要包括4个部分:叶片夹具,光源驱动电路,光电检测及信号调理电路和微控制系统。提出了一种电流可调节的光源恒流驱动电路方案,在实现恒流驱动的同时还可以对驱动电流进行程控。同时提出了一种一体化叶片夹具设计方案,不仅简化了仪器的光学结构,而且提高了仪器稳定性。在仪器的标定实验中,用SPAD-502叶绿素测量仪测定的叶片叶绿素含量SPAD值作为标准值,建立了多元线性标定模型,对仪器的性能进行了评价,叶绿素预测值与标准值的相关系数为0.97,预测均方根误差为1.3SPAD,仪器重复性的均方根误差为0.1SPAD。标定实验结果表明,该仪器测量精度高、性能稳定。
- 李庆波徐玉坡张超航张广军吴瑾光
- 关键词：植物光谱分析便携式仪器
- 基于可见-近红外光谱的植物叶绿素含量无损检测方法研究被引量：32
- 2009年
- 叶绿素含量是植物营养胁迫、光合作用能力和生长状况的良好指示剂。实时、可靠的作物营养诊断是进行科学施肥管理的基础,也是实施精细农业的关键技术之一。文章提出了一种应用可见-近红外光谱技术检测植物叶绿素含量的方法。采用透反射测样方式获取了植物叶片的可见-近红外光谱,并对获得的500～900nm光谱数据进行平滑、一阶微分以及小波变换等预处理,然后采用偏最小二乘法(PLS)建立了植物叶片叶绿素含量与叶片吸收光谱的定量分析模型,最后利用该模型对预测集样本进行预测。预测集中样本的预测值与标准值之间的相关系数为0.93,预测均方根误差为1.1SPAD。实验结果表明,利用可见-近红外光谱检测叶片叶绿素含量是可行的,这对今后实现快速无损检测植物叶绿素含量具有重要的指导意义。
- 李庆波黄彦文张广军张倩暄李响吴瑾光
- 关键词：叶绿素无损检测偏最小二乘法
- 基于交互式自模型混合物分析的近红外光谱波长变量优选方法被引量：4
- 2009年
- 为了提高近红外光谱定量分析的预测精度和建模效率,提出了一种基于交互式自模型的混合物分析的波长优选方法,根据光谱各波长变量的纯度值和标准差值,选择含有用信息的波长变量,并引入相关权函数解决变量间共线性问题。通过依次迭代选择的变量建立定量校正模型,由交互验证均方根预测误差(RM-SECV)确定最佳波长变量个数。应用该波长变量优选方法对具有不同葡萄糖含量的两组(四成分葡萄糖水溶液实验和人体血浆实验)近红外光谱数据进行分析,两组数据中分别只选择了全部变量的0.3%建立定量校正模型,其验证集葡萄糖浓度的均方根预测误差(RMSEP)分别减少为669和15 mg/L。与全谱范围及优选波段建立的定量校正模型比较,本方法能够通过波长变量优选最小化冗余信息、提高预测精度及建模效率。
- 李丽娜李庆波张广军
- 关键词：偏最小二乘近红外光谱定量校正
- 一种改进的小波基线校正方法的研究被引量：7
- 2009年
- 通过对小波变换基线校正中最佳分解尺度方法的研究,提出了一种新的基于小波变换的最佳分解尺度确定方法,不但有效地提高了基线校正效果,而且具有简单、快速的优点。将该方法应用于血糖光谱数据预处理中进行基线校正,取得了较好的效果。通过人体口服葡萄糖耐量试验(OGTT)得到人体无创检测近红外光谱和对应血糖浓度值,然后采用该方法对上述光谱进行基线校正并建立多元回归模型,采用交互验证的方式对模型及基线校正的效果进行了评价。实验结果表明,血糖浓度预测值和参考值间的相关系数为0.75,预测均方根误差(RMSEP)为1.36mmol/L,与原始光谱预测结果和其他小波分解尺度下的预测结果相比,RMSEP降低了将近39%,相关系数提高了0.64,预测精度得到较大幅度提高。
- 李庆波徐玉坡李响张广军
- 关键词：小波变换血糖红外光谱
- 近红外光谱采集与处理软件系统的设计及实现被引量：3
- 2010年
- 针对目前大多数光谱应用软件将仪器控制功能与化学计量学各种算法实现功能分开，且价格昂贵这一现状，设计并开发了一套近红外光谱采集与处理软件，为研究生开放性实验提供了很好的教学平台。该软件包括采集模块和处理模块2个部分，前者采用面向对象编程技术，实现了在各种参数设置下的光谱采集、谱图显示及文件位图管理操作等功能，后者基于化学计量学原理，采用VisualC＋＋与Matlab混合编程技术，实现了光谱预处理、校正模型的建立及未知样品的预测等功能。
- 李庆波阎侯赖张倩暄张广军
- 关键词：近红外光谱分析化学计量学软件系统C++MCC
- 一种植物叶片生化成分光谱无损检测的光程长校正方法被引量：3
- 2010年
- 利用可见/近红外光谱分析技术定量分析叶片生化参数含量时,由光散射效应和叶片厚度等引起的样本间光程长差异会影响校正模型的预测精度。文章提出了一种改进的扩展多元散射校正(EMSC)光程长方法,利用差谱矩阵的主成分代替物质纯谱,对实测光谱精确建模,根据实际需要,减去相应干扰因子,得到校正光谱。选择叶绿素含量基本相同,厚度不同的16个叶片样本以及叶绿素含量和厚度均不同的32个样本分别使用改进的EMSC方法校正,对处理前后光谱变异系数和主成分贡献率进行比较和分析,并比较了预处理前后的模型预测精度。结果表明,采用改进的EMSC预处理方法能够有效地校正光散射效应和叶片厚度差异导致的光程长差异引起的光谱误差,增强光谱数据对浓度的灵敏度,可提高预测模型的精度。
- 张倩暄张广军李庆波
- 关键词：光谱分析植物叶片
- 一种血糖红外无创检测的改进小波预处理方法被引量：6
- 2010年
- 利用中红外光谱分析技术进行人体血糖浓度检测时,由于高频噪声与低频基线难以避免的混入,以致很难从光谱数据中提取微弱的血糖信息,因此,提出了一种改进的小波分析光谱预处理方法以期去除其影响。该方法首先按照经验将光谱数据进行尺度J的小波分解,而后通过能量谱分析确定最终的分解尺度J。对尺度J下的细节部分进行极大极小阈值滤波,将其他各尺度下的细节部分直接置0,同时在低频部分以二次曲线拟合由人体组织散射引入的基线漂移并加以去除。将该预处理方法应用于人体血糖无创检测实验数据,以交互验证评价模型,预测值与参考值的相关系数为0.88,预测均方根误差为1.14 mmol/L,模型的预测精度得到较大幅度提高。
- 李响张广军李庆波
- 关键词：光谱学血糖中红外小波分析
