EMD方法在近红外光谱信号去噪问题中的应用
【摘要】随着经济的快速发展,国内外近红外光谱分析技术的应用也在日益增加。但是由于外界环境的影响,近红外光谱仪所采集到的光谱信号,除了包含自身信息外,在测量中还不可避免得到许多无关的噪声信号。因此在使用化学计量方法建立校正模型时,消除光谱数据中的无关噪声在光谱数据分析中变得十分关键和必要。近红外光谱信号去噪方法有很多,常用的有平滑算法、傅立叶变换和小波变换等,虽然这些方法都取得了一定效果,但是光谱信号是非线性、非平稳信号,这些方法都有自身的局限性。目前,对于非线性、非平稳信号去噪方法中研究最多的和最常用的是经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)方法。本文研究的也正是EMD方法在近红外光谱信号去噪问题中的应用,首先,介绍了EMD的基本理论和EMD的去噪方法,但是针对EMD算法进行分解后,在参数选择上,选择哪几个包含有用信息的本征模态函数(IntrinsicModeFunction,IMF)分量进行去噪和对信号进行重建的问题上,不具备EMD的自适应性。所以基于模态的相关准则,本文提出基于能量最小原则的EMD自适应去噪方法,并在仿真试验中对该方法进行了初步的探索;其次,为了验证该方法在实际信号中的应用,以检测苗期玉米叶片叶绿素含量为例,把该方法引入到苗期玉米叶片近红外光谱信号去噪中,对预处理后的苗期玉米叶片光谱进行了去噪,并与小波去噪和EMD融合小波去噪方法进行了对比分析;再次,建立了基于偏最小二乘回归的近红外光谱校正模型,计算出叶绿素含量,其预测集样品的预测值与实测值的决定系数R2达到0.984,残差均方根RMSE为0.075,表明该模型具有良好的预测效果和较高的鲁棒性。最后,本文在总结前人对EMD分析的基础上,采用Matcom实现Matlab与VisualC++的混合编程,编写了一维近红外光谱去噪软件,其主要功能为基于EMD方法的滤波去噪。
【作者】翟哲;
【导师】李伟凯;
【作者基本信息】黑龙江八一农垦大学,农业信息化,2014,硕士
【关键词】经验模态分解;去噪;近红外光谱;自适应;苗期玉米叶片;
【参考文献】
[1]邢宝东.中法高模量沥青混凝土关键设计指标与设计方法研究[D].山东建筑大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[2]夏友清.基于LDA的在线主题演化模型研究与优化[D].国防科学技术大学,控制科学与工程,2012,硕士.
[3]韦雪.项目施工阶段成本控制研究[D].西安建筑科技大学,项目管理,2013,硕士.
[4]曾建.锂—二氧化锰电池正极掺杂纳米二氧化锰及其复合材料的制备、表征及其电化学性能研究[D].中国地质大学,2014.
[5]蓝仑山.保荐人监管法律制度研究[D].中国政法大学,经济法,2004,硕士.
[6]肖兆蕾.基于业务类别的商业银行绩效研究[D].山东大学,工业工程(专业学位),2012,硕士.
[7]宋歌.高糖及缺氧对胰岛β细胞和血管内皮细胞HIF-1α表达及其生物学功能的影响[D].苏州大学,内分泌与代谢病学,2014,硕士.
[8]李金霞.HKF-I型管道防腐环氧粉末涂料[J].油田地面工程.1990(03)
[9]李荣.PTEN在胶质瘤中表达与调控的初步研究[D].浙江大学,病理学,2004,硕士.
[10]吴靖豪.香港科技特点与发展前景[J].华东科技.1997(06)
[11]许晓宁.网络型机床电气技能实训考核装置的设计与开发[D].浙江工业大学,2013.
[12]辛宇.微波水热法制备γ-MnS微晶和薄膜的工艺及性能研究[D].陕西科技大学,材料学,2013,硕士.
[13]王永涛,江汶波,王天平.油泉子地区表层结构调查方法[J].石油地球物理勘探,2005,04:472-477+493-10.
[14]朱莹莹.中美贸易摩擦影响因素对我国出口产业竞争力的影响效应[D].山东财经大学,国际贸易学,2012,硕士.
[15]郝京辉,孙树栋,李红军,司书宾.制造任务协作组织形成过程的研究[J].控制与决策,2007,01:63-68.
[16]贺晓旭.北大荒集团国际化经营问题研究[D].黑龙江大学,国际商务,2013,硕士.
[17]周宝静.山东省第三产业发展的就业效应研究[D].山东大学,金融(专业学位),2013,硕士.
[18]罗德.食品安全事件对非事发企业资本市场价值的影响[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2013,硕士.
[19]袁江北.糖蛋白的N-糖链的化学法释放新方法研究[D].西北大学,细胞生物学,2014,硕士.
[20]孙长军,张顶立,郑昊,汪乐.PBA大直径盾构隧道扩挖车站施工的关键技术[J].北京交通大学学报,2015,01:21-27.
[21]解燕.属性特征敏感性问题的若干随机化技术的比较[D].苏州大学,概率论与数理统计,2003,硕士.
[22]王璐林.面向不平衡样本的Boosting分类算法研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[23]伍双喜,吴文传,张伯明,张怡.用PMU量测设置V-θ节点的混合动态仿真验证策略[J].电力系统自动化,2010,17:12-16.
[24]张殿勇,苗振江.基于模型的无标识人体运动捕捉研究[J].北京交通大学学报,2014,02:42-49.
[25]李晓陀.检查点激酶Rad3和Rad17在重组修复中作用机制研究[D].海南大学,发育生物学,2013,硕士.
[26]刘钊.基于直接自适应模糊策略的液位控制系统设计与实现[D].河北大学,控制工程,2014,硕士.
[27]雷伟程.三碘甲状腺原氨酸在心肌保护中的药理性预适应作用[D].江西医学院,外科学,2003,硕士.
[28]许原佳.全业务运营下茂名移动集团客户市场营销策略研究[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[29]翟云云.代数曲线与孤子方程的拟周期解[D].郑州大学,基础数学,2014,博士.
[30]赵辰冰.海面大气波导探测方法的关键技术研究[D].国家海洋技术中心,港口、海岸及近海工程,2014,硕士.
[31]孙宏斌,王萍,徐翠萍.陕西省高职院校学生轮滑运动的对策研究[J].品牌,2015,02:275.
[32]曹丽东.面向Restful Web Service的相似数据对象搜索技术[D].上海理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[33]齐素会.基于客户满意度模型的物业培训网站CRM系统的研究[D].北京林业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[34]吴剑国,何健,张建胜,潘金炎.光伏组件及其支撑框架风振响应分析[J].浙江建筑,2013,01:16-19+27.
[35]李雷生.中小企业融资约束的影响因素研究[D].江苏科技大学,MPACC(专业学位),2014,硕士.
[36]王卫平,杨杰.基于蚁群智能的客户群偏好分析方法[J].管理科学,2005,04:54-57.
[37]陈美建.基于ADV212的星载图像压缩系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[38]顾卿.面向装备数据中ETL工具的设计及实现[D].复旦大学,计算机技术,2012,硕士.
[39]邢森.透明质酸修饰的载药液态氟碳纳米胶囊[D].哈尔滨工业大学,生物医学工程,2014,硕士.
[40]陆惠平.一类Halin图的强边着色问题的研究[D].华东师范大学,运筹学与控制论,2013,硕士.
[41]原丽华.反就业歧视法律保障制度研究[D].辽宁大学,法律,2012,硕士.
[42]罗春晖.生活垃圾焚烧飞灰水洗—稳定化试验研究[D].东华大学,环境工程,2004,硕士.
[43]夏毅,姚文军,赵淑珍,王军,贺俊杰,张金祥.一起串联补偿电容器复杂故障的分析[J].电力系统自动化,2011,07:91-96.
[44]赵亮.冻融作用下自愈合特性对风积土动力学性质的影响和分析[D].辽宁工程技术大学,岩土工程,2012,硕士.
[45]刘世光.基于初始信任的协同过滤方法研究[D].燕山大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[46]姜慧颖.吉林省电力设计院办公自动化系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[47]殷鹏冬.垂直轴混合励磁风力同步发电机研究[D].湖北工业大学,电气工程(专业学位),2013,硕士.
[48]汪浩,于凌飞,陈立同,王超,贺金生.青藏高原海北高寒湿地土壤呼吸对水位降低和氮添加的响应[J].植物生态学报,2014,06:619-625.
[49]吴慧江.简述西周时期乐的功用[D].四川省社会科学院,专门史,2014,硕士.
[50]时浩强.论我国食品安全政府监管的完善[D].郑州大学,行政管理,2013,硕士.
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