恭喜山东大学周军获国家专利权
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龙图腾网恭喜山东大学申请的专利集成建模的光谱数据处理方法、系统、介质、产品及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118780402B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411244451.X,技术领域涉及:G06N20/20;该发明授权集成建模的光谱数据处理方法、系统、介质、产品及设备是由周军;崔梓豪;刘道龙设计研发完成,并于2024-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本集成建模的光谱数据处理方法、系统、介质、产品及设备在说明书摘要公布了:本发明提供了一种集成建模的光谱数据处理方法、系统、介质、产品及设备,属于数据处理技术领域。通过组合多种预处理和波长选择方法,不同角度最大化数据利用,提高了模型预测精度和鲁棒性;通过多个一级PLS模型和不同数据处理策略,提升了模型多样性和综合性,增强稳定性和适应性;优化了模型构建和验证过程,通过自动化预处理和波长选择,本发明显著简化了建模流程,减少了实验试错时间,提升了数据处理的质量和容错率;本发明整体上显著提高了模型的精度、鲁棒性和适应性,同时简化了建模流程和优化过程,为近红外光谱分析领域提供了一种高效且可靠的解决方案。
本发明授权集成建模的光谱数据处理方法、系统、介质、产品及设备在权利要求书中公布了:1.一种集成建模的光谱数据处理方法,其特征在于,包括以下过程:获取标签和数据,包括:光谱数据采集:用近红外光谱仪测量样本,获取光谱数据;标签获取:标签数据即样本的实际成分含量,通常通过标准分析方法获取,标签将作为模型的目标变量;数据整合:将光谱数据和标签数据整合在一起,确保数据的完整性和准确性,形成初始数据集;异常值筛选,包括:异常值检测:使用统计方法或基于模型的方法来识别光谱数据中的异常值;异常值剔除:根据设定的标准剔除异常样本,确保剩余数据的代表性和可靠性;数据验证:对剔除异常值后的数据进行检查,确认数据质量和一致性,以便进入下一步处理;使用随机划分方法或基于样本距离的划分方法,将数据集分为训练集和测试集;将k种预处理算法和m种波长选择算法进行组合,形成k×m种不同的数据处理策略,分别进行PLS建模,使用均方根误差和决定系数作为评价指标,使用留一法交叉验证评估各个PLS模型的性能,选取前i个性能最佳的PLS模型作为一级学习器,进行多样化的预测结果输出,其中,k和m均为大于或等于2的正整数;通过分折交叉预测的方法生成一级学习器的预测结果,每个一级学习器的预测结果将作为一个特征,共有i个特征,将i个特征组合作为二级学习器的训练集,其中,i为大于或等于2的正整数;所述通过分折交叉预测的方法生成一级学习器的预测结果,具体步骤如下:将训练集划分为K个子集:采用K-折交叉验证方法;逐折验证:依次选择一个子集作为验证集,其余子集作为训练集,对i个一级学习器进行训练,并对验证集进行预测,保存预测结果;第一次选择第五个子集为验证集,第一个到第四个子集作为训练集,进行训练,得到预测结果predict1;第二次选择第四个子集为验证集,第三次选择第三个子集为验证集,第四次选择第二个子集为验证集,第五次选择第一个子集为验证集,最终分别得到预测结果predict1、predict2、predict3、predict4和predict5;采用i个一级学习器对测试集进行预测,生成i个预测结果,将i个预测结果求取平均值,作为二级学习器的测试集,一级学习器对测试集进行预测,生成多个预测结果predict_1、predict_2、predict_3、predict_4和predict_5,将这些预测结果求取平均值,作为二级学习器的测试集;选择多种不同的回归算法作为二级学习器,在二级学习器的训练集上利用交叉验证的方法训练二级学习器,并采用二级学习器的测试集进行测试,对不同二级学习器的回归算法进行最优参数寻优后,选择处理效果最好的二级学习器作为最终的处理模型;对不同二级学习器的回归算法进行最优参数寻优,包括:在二级学习器的训练集上利用交叉验证的方法训练二级学习器,根据交叉验证的效果进行参数调优,以均方根误差和决定系数作为评价指标,对各个二级学习器寻找最优参数;对获取的近红外光谱数据采用最终的处理模型进行光谱数据分析,得到光谱数据分析结果;所述预处理算法,包括:平滑滤波算法、基线校正算法、散射校正算法和标准化算法;所述波长选择算法,包括:过滤式算法、封装式算法和嵌入式算法;所述二级学习器的回归算法,包括:线性回归算法、贝叶斯回归算法、岭回归算法和基于Bagging的回归算法。
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