本文以哈密瓜品质检测为例,详细介绍了基于Python的近红外光谱数据预处理与特征筛选方法。文章首先阐述了近红外光谱技术在果蔬无损检测中的重要性,并指出原始光谱常受基线漂移、散射效应和噪声干扰等问题影响。随后,文章系统介绍了多种预处理算法,包括趋势校正(DT)、标准正态变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、卷积平滑(SG)和一阶导数(FD)等,并提供了相应的Python实现代码。在特征筛选部分,重点讲解了竞争自适应重加权(CARS)、无信息变量消除(UVE)和协同区间偏最小二乘(SiPLS)等算法的原理和应用。最后,文章总结了这些方法在提升模型预测精度和鲁棒性方面的作用,并指出其可推广至其他果蔬品质检测任务。 在农产品检测领域,近红外光谱技术因其能够无损检测品质特性而被广泛应用。该技术通过分析光谱数据可预测农产品的品质,如哈密瓜的糖度、成熟度等。由于近红外光谱数据极易受到设备环境和样品本身状况的影响,因此在进行数据分析之前,通常需要进行预处理以消除这些干扰因素。预处理方法包括但不限于趋势校正、标准正态变换、多元散射校正、卷积平滑和一阶导数等,它们各自适用于不同的应用场景和问题。 趋势校正主要解决基线漂移问题,通过消除光谱曲线中的非化学信息波动,使光谱数据回归到正确的基线水平。标准正态变换旨在消除光谱数据的尺度效应,使其符合标准正态分布,进而提高后续分析的准确性。多元散射校正处理的是样品内部由于物理性质不同导致的散射问题,而卷积平滑则通过数学滤波平滑光谱数据,去除随机噪声。一阶导数通过求导数的方式增强光谱数据的细节,便于识别和分析光谱特征。 光谱预处理之后,需要进行特征选择以提取有助于模型训练和预测的有效信息。常用的特征选择方法有竞争自适应重加权、无信息变量消除和协同区间偏最小二乘等。竞争自适应重加权方法利用自适应算法对光谱变量进行重加权,以筛选出重要变量。无信息变量消除则是一种基于统计的筛选方法,旨在移除对模型建立无贡献的变量。协同区间偏最小二乘通过构建多个特征子集,再通过偏最小二乘回归模型找到最优化的光谱特征组合。 这些技术在提升模型的预测精度和鲁棒性方面发挥着重要作用。通过应用这些预处理和特征选择方法,可以显著提高光谱数据分析的准确性,进而使模型能够更准确地预测果蔬品质。此外,这些技术方法也具有较好的通用性,能够适用于多种果蔬品质的检测任务,对于推动农产品检测技术的现代化具有重要的现实意义。 文章通过哈密瓜品质检测的实际案例,详细说明了如何利用Python代码实现上述的预处理和特征选择步骤,为相关领域研究人员提供了实践案例和技术支持。代码的公开分享,为其他研究者提供了便捷的工具,有助于推动技术的进一步应用和发展。
2026-01-20 16:49:10 1KB 软件开发 源码
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光谱特征波段的筛选,选择光谱数据中具有代表性的变量用以建立定量预测模型
2022-11-03 20:28:03 157KB 光谱特征波段筛选 光谱 特征筛选
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利用随机森林评估特征重要性应用——以UCI葡萄酒为例,可扩展到故障诊断和状态评估领域 # 利用随机森林评估特征的重要性 #筛选出重要性比较高的变量 其中特征评估和变量筛选一直是故障诊断和状态评估领域的一个热门, 随机森林是以决策树为基学习器的集成学习算法,可作为特征变量筛选的重要方法之一,其优良的特性仍然能对故障诊断和状态评估领域的研究提供巨大的帮助, 具有广阔的发展前景。
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VMD三维分解图+皮尔逊相关系数标准差阈值筛选特征MATLAB程序,以VMD的K=5分解后的数据为例,绘制出分解后的信号的三维图,之后采用皮尔逊相关系数标准差阈值法筛选出所需特征,若相关系数大于阈值则判断为有效信号,否则为噪声信号。 相关系数介绍 相关系数是变量间相关程度的度量,取值范围介于-1到1之间。正值表示正相关,即变量变化方向是一致的,比如Y随着X的变大而变大;负值表示负相关,变量的变化方向相反,比如Y随着X的变大而变小。绝对值越接近1,表示两个变量之间关系越密切;越接近0,表示两个变量之间关系越不密切。相关系数对应的相关强度如下: 0.8-1.0 极强相关 0.6-0.8 强相关 0.4-0.6 中等程度相关 0.2-0.4 弱相关 0.0-0.2 极弱相关或无相关 相关系数也称为线性相关系数,这是因为,相关系数并不是刻画了X,Y之间一般关系的程度,而只是线性关系的程度。当相关系数为1或-1时,两者有严格的线性关系;当相关系数为0时,则称X与Y不相关。不相关是指X和Y之间没有线性关系,但X与Y之间可能有其他的函数关系,比如平方关系,对数关系(可以通过查看散点图来确定这一点)
2022-07-21 16:06:32 2.77MB 信号处理 特征筛选 机器学习 相关系数
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人工智能期末大作业一个基于特征构造的两步特征筛选算法源码,内附课程报告pdf。 高分必看。 实验结果 4.1 实验数据集与结果测试 数据集为分别经过本算法(GBDT 调优版)、本算法(GBDT 未调优版)、未 经过特征筛选、经过常见特征筛选方法将其特征数量处理到与本算法相似的 heart.csv,LSVT.csv,arcene.csv 数据集,数据集特征数量如表(6)所示。
自己写的程序,可以直接对excel文件求相关系数,并绘制相关系数图。 并可以通过设置阈值来筛选出特征,并把最终的的特征写入到文件中。 只需要更改一下文件名就可以使用!
2022-05-21 15:07:02 64KB 源码软件 matlab 相关系数 皮尔逊
2020华为杯研究生数学建模大赛的B题,辛烷值建模,需要先对众多变量进行特征筛选,再进行变量和输出之间的对应关系。所以可以用随机森林来进行变量的特征筛选。这个是py文件。
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包含5大类特征筛选方法,12小类特征筛选方法的原理以及python实现代码。
2021-10-14 17:53:23 98KB 特征选择 特征筛选
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该代码是最小冗余最大相关性(mRMR)代码,里面也包含了数据和案例,很容易跑通代码。
2019-12-21 22:14:39 9.84MB 特征筛选
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