作者单位
摘要
1 重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065
2 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室,重庆 400054
提出一种反射式微纳光纤耦合器传感膜片,以实现高精度、连续和无创血压监测。该传感膜片由反射式微纳光纤耦合器、聚二甲基硅氧烷薄膜和环氧树脂基底组成,具有很高的压力灵敏度(-0.682 kPa-1),且无需精确空间对准即可实现脉搏波检测;然后,构建双通道脉搏波检测系统,以获得肱动脉传导时间、桡动脉传导时间以及桡动脉和肱动脉之间的传导时间差值;基于上述参量,利用支持向量回归算法建立血压预测模型。实验结果表明,所提系统的收缩压平均偏差和标准偏差分别为0.08 mmHg和1.13 mmHg,舒张压的平均偏差和标准偏差分别为-0.35 mmHg和1.25 mmHg,符合美国医学仪器促进协会的标准,与其他类型的传感器相比,所提系统的准确度有明显提高。使用该系统监测一天内以及运动时的血压波动,结果表明该系统在连续精准测量血压方面具有可行性及很大的应用潜力。
传感器 血压监测 微纳光纤耦合器 人体脉搏波 支持向量回归 
光学学报
2024, 44(7): 0728001
作者单位
摘要
安徽工业大学 电气信息与工程学院,马鞍山 243032
为了进一步提高人体姿势在生物医学和运动学中的识别精度,设计了一种基于光纤布拉格光栅柔性传感器人体姿势识别的智慧鞋垫,并结合K折交叉验证支持向量回归算法提升识别精度。采用COMSOL仿真软件分析足底受力分布,确定4个关键受力点布设光纤布拉格光栅传感器,采用波分复用方式进行连接。征集25名参与者分别完成8种不同人体姿势,记录该串光纤布拉格光栅传感器200组中心波长变化量并构建数据集。引入K折交叉验证支持向量回归模型进行数据处理,经K折交叉验证自动搜索支持向量回归惩罚因子和径向基函数参数的最优值分别为0.5和8。实验结果表明K折交叉验证支持向量回归模型的相关系数为0.999 6,均方根误差和平均绝对误差分别为0.050 2、0.044 6,较SVR回归模型的均方根误差和平均绝对误差分别降低0.460 4、0.087 7,有效提高人体姿势的识别精度。
光纤布拉格光栅 鞋垫 人体姿势 K折交叉验证 支持向量回归 Fiber Bragg grating Insole Human posture K-fold cross validation Support vector regression 
光子学报
2023, 52(12): 1206003
作者单位
摘要
1 内蒙古农业大学计算机与信息工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010018
2 内蒙古农业大学计算机与信息工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010018内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010030
牛奶脂肪含量的高低会影响人的身体健康。 以牛奶脂肪含量作为分析指标, 应用图像处理技术分析高光谱数据, 利用ENVI软件从高光谱图像中提取感兴趣区域(ROI), 采用不同的预处理方法对光谱数据建立偏最小二乘回归(PLSR)模型并比较得出最佳的预处理方法, 然后采用不同的主成分个数对预处理后的数据进行特征提取并建立支持向量回归机(SVR)模型, 通过比较得出最佳的主成分个数, 最后对特征提取后的数据建立SVR预测模型对牛奶中脂肪含量进行分析。 由于传统的SVR模型预测效果不好, 不能满足人们对于预测模型的基本要求, 故提出一种混合策略改进的鲸鱼优化算法对SVR预测模型进行优化, 将经过混合策略改进的鲸鱼优化算法优化后的SVR模型的评价参数与经过遗传算法、 传统的鲸鱼优化算法、 精英反向学习优化的鲸鱼优化算法优化后的SVR模型的评价参数进行了比较。 结果表明: 经混合策略改进的鲸鱼优化算法优化的SVR模型的训练集与预测集决定系数(R2)的值分别为0.998和0.995, 均方根误差(RMSE)的倒数1/RMSE的值分别为13.766和6.191, 平均绝对误差(MAE)的倒数1/MAE的值分别为13.910和11.422; 经传统的鲸鱼优化算法优化的SVR模型的训练集与预测集参数R2的值分别为0.998和0.989, 1/RMSE的值分别为13.526和5.849, 1/MAE的值分别为13.616和7.037; 经精英反向学习策略改进的鲸鱼优化算法优化的SVR模型的训练集与预测集参数R2的值分别为0.998和0.988, 1/RMSE的值分别为12.474和6.421, 1/MAE的值分别为15.003和10.554。 由以上结果说明混合策略改进的鲸鱼优化算法优化SVR预测模型是可行的, 优化后的SVR模型具有更好的预测效果。
支持向量回归 鲸鱼优化算法 黄金正弦算法 精英反向学习 模型优化 Support vector regression Whale optimization algorithm Golden sine algorithm Elite reverse learning Model optimization 
光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2779
作者单位
摘要
长春理工大学计算机科学技术学院,吉林 长春 130022
针对立体图像的多维影响因素和预测结果准确性不足的问题,提出一种基于卷积神经网络-支持向量回归(CNN-SVR)的立体图像视觉感知客观评价模型。该模型将基于颜色的平面显著图和基于差异的视差图相结合,对其进行阈值分割,得到视觉感知潜在显著不适区域;然后进行特征提取,分别提取对比度、颜色、结构复杂度等全局特征和视差、纹理、空间频率等局部特征;最后采用将CNN和SVR相结合的方式构建多特征视觉感知客观评价模型,得到最终的客观预测值。实验结果表明,所提方法的Pearson相关系数高于0.87,Spearman相关系数高于0.83。与现有其他方法相比,在公开数据集上所提客观评价模型更优,预测结果与人们主观评价结果具有更高的一致性。
立体图像 视觉感知 特征提取 卷积神经网络 支持向量回归 客观评价模型 
激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811027
姜吉光 1,**石磊 1苏成志 2,*常川 1[ ... ]田爱鑫 1
作者单位
摘要
1 长春理工大学机电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学人工智能研究院,吉林 长春 130022
快速、精准地实现水体中多种污染物的耦合干扰解析及含量检测对野外水质实时监测具有重要意义。针对紫外光谱法同步检测化学需氧量(COD)和浊度时存在特征耦合及谱峰重叠干扰,进而严重影响检测精度的问题,提出了一种连续投影算法结合支持向量回归的水质污染物含量解耦预测方法。采用连续投影算法对水质样本的紫外吸收光谱特征波长进行筛选,消除无关冗余数据以提高模型迭代速率和精度。基于多分类支持向量机思想对支持向量回归算法进行多回归拟合改进,实现COD和浊度的紫外光谱耦合解析和含量的同步预测。通过实际水样检测验证,结果表明:耦合解析前的预测均方根误差改进率达到76%,最大相对误差均降低至4%以内,优于同类方法的检测精度,该研究对紫外光谱法水质多耦合参数检测应用具有参考价值。
光谱学 紫外光谱法 化学需氧量 浊度 耦合预测 支持向量回归 
激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0730004
陈涛 1,2饶世钧 1洪俊 1董航 1[ ... ]张鑫 2
作者单位
摘要
1 海军大连舰艇学院, 辽宁 大连 116000
2 中国人民解放军91878部队, 广东 湛江 524000
在电子侦察卫星支援对海作战背景下, 为充分发挥卫星作战潜能, 提出了基于萤火虫麻雀算法(FASSA)优化支持向量回归(SVR)的卫星作战效能评估模型。首先, 运用萤火虫算法(FA)对麻雀搜索算法(SSA)进行改进; 然后, 建立了电子侦察卫星作战效能评估指标体系; 最后, 运用FASSA算法优化SVR的相关参数, 依据所构建的效能评估指标体系, 构建了电子侦察卫星作战效能评估模型。仿真结果表明, 该模型具有较高的效能评估精度, 在各项指标上均优于其他模型。
电子侦察卫星 效能评估 萤火虫算法(FA) 麻雀搜索算法(SSA) 支持向量回归(SVR) electronic reconnaissance satellite effectiveness evaluation Firefly Algorithm (FA) Sparrow Search Algorithm (SSA) Support Vector Regression (SVR) 
电光与控制
2023, 30(2): 51
李福生 1,2,*曾小龙 1,2
作者单位
摘要
1 电子科技大学自动化工程学院,四川 成都 611731
2 电子科技大学长三角研究院,浙江 湖州 313099
为提高土壤元素定量分析的精度,提出一种结合灵敏度降维与贝叶斯优化算法支持向量回归(BOA-SVR)的土壤元素定量分析方法。利用便携式X射线荧光(XRF)分析仪测量得到土壤的XRF光谱,采用迭代离散小波变换对光谱进行本底扣除,并将计算的各元素净峰面积作为模型输入特征。通过灵敏度分析研究了不同输入特征集合对预测精度的影响,以实现特征降维。将样本分为训练集和测试集,通过均方根误差和决定系数评价模型的预测精度,基于Cu和As元素对比了全特征输入下的BOA-SVR模型、特征降维后的BOA-SVR模型、单参数偏最小二乘法模型的预测结果。实验结果表明,特征降维后的BOA-SVR模型在Cu和As元素预测中都获得最好的预测结果。
光谱学 X射线荧光光谱 贝叶斯优化算法 支持向量回归 灵敏度分析 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0530002
潘屹峰 1田鑫 1,2谢品华 2,3,4,*李昂 2[ ... ]王子杰 1
作者单位
摘要
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽省信息材料与智能传感实验室,安徽 合肥 230601
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
3 中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心,福建 厦门 361021
4 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
提出一种基于卷积神经网络(CNN)和支持向量回归机(SVR)的多轴差分光学吸收光谱(MAX-DOAS)对流层NO2垂直分布预测方法。将2019年南京站点采集的原始MAX-DOAS数据通过QDOAS软件拟合获取O4和NO2差分斜柱浓度,结合基于最优估算的气溶胶和痕量气体廓线反演算法——PriAM算法反演了对流层NO2廓线,并将其作为预测模型的输出。此外,通过平均影响值方法进行预测模型输入变量的选择,确定了MAX-DOAS数据、温度、气溶胶光学厚度和低云覆盖率为模型的最佳输入变量。通过实验优化网络结构和参数,最终建立预测模型在测试集与PriAM的平均百分比误差仅为9.14%,与单独建立的CNN、SVR、反向传播模型相比,平均百分比误差分别降低了8.22%、6.00%、32.28%。因此,CNN-SVR能够利用MAX-DOAS数据对对流层NO2廓线进行有效预测。
大气光学 卷积神经网络 支持向量回归 多轴差分吸收光谱 对流层NO2廓线 
光学学报
2022, 42(24): 2401001
作者单位
摘要
1 西安科技大学测绘科学与技术学院, 陕西 西安 710054
2 北京市农林科学院信息技术研究中心, 北京 100094
3 广东省农业科学院水稻研究所, 广东 广州 510640
水稻是我国的主要粮食作物, 利用高光谱遥感技术在水稻未成熟之前对水稻产量进行监测, 一方面可以及时调整栽培管理方式, 指导合理追肥, 另一方面, 可以准确掌握水稻的产量信息, 帮助政府提前做出决策。 以2019年—2020年广州市白云区钟落潭试验基地氮肥梯度实验为基础, 分别获取水稻分化期和抽穗期冠层高光谱数据、 作物群体长势参数(生物量、 叶面积指数)及作物养分吸收量, 利用贝叶斯岭回归(BRR)、 支持向量回归(SVR)、 偏最小二乘回归(PLSR)三种方法建立各生育期的产量监测模型并进行精度对比, 确定水稻产量的最优估算时期和最佳估测模型。 结果表明, 三种方法中, BRR和SVR方法更适合产量监测, 在不同时期及不同的参数组合下均有较好的表现(R2>0.82, NRMSE<8.22%); 基于2019年与2020年数据, 采用全波段光谱信息进行产量监测时, 分化期最佳监测模型为BRR模型, R2为0.90, 抽穗期最优监测模型为SVR模型, R2为0.87; 采用全波段光谱协同作物群体长势参数进行产量监测时, 两时期最佳监测模型均为BRR模型, R2分别达到0.90和0.92; 相较于BRR模型和SVR模型, PLSR模型在不同时期和不同参数组合下, 最高R2仅为0.75; 基于2020年数据, 以三种不同的参数组合作为输入时, 两时期估算结果均为BRR模型最优, 且分化期建模精度高于抽穗期(R2至少增加0.02, NRMSE至少降低0.61%); 当输入参数组合为全波段光谱协同作物群体长势参数、 作物养分吸收量时, BRR模型对产量的估算精度达到最高, R2为0.94。 分析认为产量的最优监测时期是分化期, 最优监测模型为BRR模型。 研究结果可为水稻产量的早期遥感监测提供参考。
高光谱遥感 水稻估产 贝叶斯岭回归 支持向量回归 Hyperspectral remote sensing Rice yield estimation Bayesian ridge regression Support vector regression 
光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1620
作者单位
摘要
1 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院, 安徽 合肥 230022
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
非共振光声光谱技术可用于在线检测变压器油中溶解气体, 保障变压器安全运行。然而在室外环境下, 背景信号易受到环境温度、湿度的影响, 必须对这些因素进行校正, 以提高仪器在线检测的稳定性和可靠性。背景信号的温度和湿度校正因子一般通过实验室测量得到, 但测量过程中由于外部环境干扰, 采集样本会出现较大波动, 因此需要具有一定鲁棒性的回归算法计算校正因子。研究了基于支持向量回归的背景信号的温度和湿度校正方法, 选择乙炔作为研究对象, 在实验室内利用湿度发生器产生不同浓度水汽, 同时利用温度传感器测量光声池温度, 回归乙炔背景信号校正因子, 并采用体积分数分别为 0、5×10-6 和 2×10-5 的乙炔和空气混合气体进行了验证。研究结果表明, 对于体积分数为 5×10-6 和 2×10-5 的乙炔混合气体, 所提方法和最小二乘法校正结果趋势相同, 但最小二乘法校正信号存在趋势性偏离, 而所提方法对背景信号校正具有更好的重复性和稳定性, 优于最小二乘法。
光谱学 光声光谱 支持向量回归 温度湿度校正 溶解气体分析 spectroscopy photoacoustic spectroscopy support vector regression temperature and humidity correction dissolved gas analysis 
量子电子学报
2022, 39(4): 511

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