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电子鼻算法知多少?
发布时间:2021/11/29 浏览:

电子鼻是20世纪90年代中期发展起来的一种用于分析、识别气味物质总体特征的新型检测仪器。
通过电子鼻可以建立食品、医药、生物、化工、环境等的气味指纹图谱,能实现气味的客观化表达,通过仪器分析推动食品、医药、化工等多领域的现代化发展。
电子鼻是模仿生物的嗅觉感受机制研制出来的,电子鼻系统中的传感器阵列即相当于生物系统中的嗅觉感受细胞,能感受不同的气味物质,将采集到的气体指纹信息输入电脑;电脑代替了生物系统中的大脑功能,通过软件进行分析处理,区分辨识不同性质物质的整体特征,最后给出各个物质的感官信息。
在电子鼻应用过程中,需要多元数理统计系统对电子鼻采集特征数据进行分析,大数据算法对其使用效果至关重要,只有通过专业的数据统计分析系统才能深入地、完全地提取并解释数据信息,还可以有效减少实验误差数据对结果的影响,得到科学的、可视化的实验结果。现将上海保圣电子鼻Electronic Nose的电子鼻系统算法集中一一介绍。
1、上海保圣电子鼻Electronic Nose 差异对比:方差分析ANOVA和多重比较comparison
分析对该事物有显著影响的因素,各因素之间的交互作用,以及显著影响因素的最佳水平等。

 

2、上海保圣电子鼻Electronic Nose 降维分析
1)主成分分析PCA(Principal Component Analysis): 找到高维数据中的主成分,并利用“主成分”数据来表征原始数据,从而达到降维的目的,其侧重于信息贡献影响力综合评价。
保圣科技电子鼻系统中的PCA算法,以多类型图形表达降维分析结果,以多种可视化方式表现数据结果。


2)线性判别分析LDA(Latent Dirichlet Allocation): 分析时最大化类间距离以及最小化类内距离,是目前数据挖掘领域中比较经典且热门的一种有监督的算法。
保圣科技电子鼻ElectronicNose系统中的LDA算法,以多类型图形表达降维分析结果,以多种可视化方式表现数据结果。


3)局部线性嵌入LLE:可以学习任意维的局部线性的低维流形,而且LLE算法归结为稀疏矩阵特征分解,计算复杂度相对较小,实现容易。

 

4)拉普拉斯特征映射LE(Laplacian Eigenmaps): 使相互间有关系的点在降维后的空间中尽可能的靠近,从而在降维后仍能保持原有的数据结构。

 

5)等距特征映射Isomap(Laplacian Eigenmaps) :分析寻找到所有样本全局的最优解,当数据量很大时或者样本维度很高时,计算量非常大。

 

6)非线性降维T-SNE(t-distributed stochastic neighbor embedding) :非常适用于高维数据降维到2维或者3维,进行可视化。

 

3、上海保圣电子鼻Electronic Nose 回归分析:电子鼻定量分析
1)偏最小二乘法回归PLSR(Partial Least Squares Regression) :对于自变量或因变量较多的数据处理更为优越,而且回归系数可以看出各自变量与因变量的相关性及其影响的大小。

 

2)神经网络BP(BPNN, Back Propagation Neural Network) :通过矩阵乘法运算,其包括信号前向传播和误差反向传播两个过程。


3)支持向量机SVM(support vector machines) :通过使用非线性映射算法将低维输入空间转化为高维特征空间,使其线性可分。


4、上海保圣电子鼻Electronic Nose 分类分析:电子鼻定性分析
K邻近分析KNN(k-NearestNeighbor) :对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN方法较其他方法更为适合。


5、上海保圣电子鼻Electronic Nose 聚类算法

1)系统聚类: 计算方法有欧式距离(EuclideanDistance)、闵氏距离(MinkowskiDistance)、马氏距离(MahalanobisDistance),并在最后的分类树状图中依据自己的分类需求确定分类结果。

 

2)密度聚类DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise): 将簇定义为密度相连的点的最大集合,能够把具有足够高密度的区域划分为簇,并可在噪声的空间数据库中发现任意形状的聚类。

 

3)聚类K-Means: 原理较为简单,实现也很容易,收敛速度快,聚类效果较优,算法的可解释度比较强。

上海保圣Electronic Nose电子鼻应用介绍:

上海保圣ElectronicNose电子鼻cNose果蔬新鲜度分析;上海保圣ElectronicNose电子鼻cNose可用于烟草差异分析;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于果蔬差异分析;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于配方差异分析;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose肉制品质保期分析;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose进行食品货架期分析;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose分析中药炮制时间;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose进行浓度分析;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于花生油气味;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose中药产地鉴别;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose药物等级鉴别;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于油脂品质鉴定;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose于果蔬产品异常排查;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于粮食异常排查;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于油品变质排查;上海保圣Electronic Nose电子鼻cNose用于中药产地溯源。

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