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matlab 偏最小二乘 光谱,【GreenSim原创】偏最小二乘法的Matlab源码

所谓偏最小二乘法,就是指在做基于最小二乘法的线性回归分析之前,对数据集进行主成分分析降维,下面的源码是没有删减的,GreenSim团队免费提供您使用,转载请注明GreenSim团队(http://blog.sina.com.cn/greensim)。

function [y5,e1,e2]=PLS(X,Y,x,y,p,q)

%% 偏最小二乘回归的通用程序

% 注释以“基于近红外光谱分析的汽油组分建模”为例,但本程序的适用范围绝不仅限于此

%% 输入参数列表

%

X 校正集光谱矩阵,n×k的矩阵,n个样本,k个波长

%

Y 校正集浓度矩阵,n×m的矩阵,n个样本,m个组分

%

x 验证集光谱矩阵

%

y 验证集浓度矩阵

%

p X的主成分的个数,最佳取值需由其它方法确定

%

q Y的主成分的个数,最佳取值需由其它方法确定

%% 输出参数列表

%

y5 x对应的预测值(y为真实值)

%

e1 预测绝对误差,定义为e1=y5-y

%

e2 预测相对误差,定义为e2=|(y5-y)/y|

%% 第一步:对X,x,Y,y进行归一化处理

[n,k]=size(X);

m=size(Y,2);

Xx=[X;x];

Yy=[Y;y];

xmin=zeros(1,k);

xmax=zeros(1,k);

for j=1:k

xmin(j)=min(Xx(:,j));

xmax(j)=max(Xx(:,j));

Xx(:,j)=(Xx(:,j)-xmin(j))/(xmax(j)-xmin(j));

end

ymin=zeros(1,m);

ymax=zeros(1,m);

for j=1:m

ymin(j)=min(Yy(:,j));

ymax(j)=max(Yy(:,j));

Yy(:,j)=(Yy(:,j)-ymin(j))/(ymax(j)-ymin(j));

end

X1=Xx(1:n,:);

x1=Xx((n+1):end,:);

Y1=Yy(1:n,:);

y1=Yy((n+1):end,:);

%%

第二步:分别提取X1和Y1的p和q个主成分,并将X1,x1,Y1,y1映射到主成分空间

[CX,SX,LX]=princomp(X1);

[CY,SY,LY]=princomp(Y1);

CX=CX(:,1:p);

CY=CY(:,1:q);

X2=X1*CX;

Y2=Y1*CY;

x2=x1*CX;

y2=y1*CY;

%% 第三步:对X2和Y2进行线性回归

B=regress(Y2,X2,0.05);%第三个输入参数是显著水平,可以调整

%% 第四步:将x2带入模型得到预测值y3

y3=x2*B;

%% 第五步:将y3进行“反主成分变换”得到y4

y4=y3*pinv(CY);

%% 第六步:将y4反归一化得到y5

for j=1:m

y5(:,j)=(ymax(j)-ymin(j))*y4(:,j)+ymin(j);

end

%% 第七步:计算误差

e1=y5-y;

e2=abs((y5-y)./y);

function [MD,ERROR,PRESS,SECV,SEC]=ExtraSim1(X,Y)

%% 基于PLS方法的进一步仿真分析

%% 功能一:计算MD值,以便于发现奇异样本

%%

功能二:计算各种p取值情况下的ERROR,PRESS,SECV,SEC值,以确定最佳输入变量个数

%%

[n,k]=size(X);

m=size(Y,2);

pmax=n-1;

q=m;

ERROR=zeros(1,pmax);

PRESS=zeros(1,pmax);

SECV=zeros(1,pmax);

SEC=zeros(1,pmax);

XX=X;

YY=Y;

N=size(XX,1);

for p=1:pmax

disp(p);

Err1=zeros(1,N);%绝对误差

Err2=zeros(1,N);%相对误差

for

i=1:N

disp(i);

if i==1

x=XX(1,:);

y=YY(1,:);

X=XX(2:N,:);

Y=YY(2:N,:);

elseif i==N

x=XX(N,:);

y=YY(N,:);

X=XX(1:(N-1),:);

Y=YY(1:(N-1),:);

else

x=XX(i,:);

y=YY(i,:);

X=[XX(1:(i-1),:);XX((i+1):N,:)];

Y=[YY(1:(i-1),:);YY((i+1):N,:)];

end

[y5,e1,e2]=PLS(X,Y,x,y,p,q);

Err1(i)=e1;

Err2(i)=e2;

end

ERROR(p)=sum(Err2)/N;

PRESS(p)=sum(Err1.^2);

SECV(p)=sqrt(PRESS(p)/n);

SEC(p)=sqrt(PRESS(p)/(n-p));

end

%%

[CX,SX,LX]=princomp(X);

S=SX(:,1:p);

MD=zeros(1,n);

for j=1:n

s=S(j,:);

MD(j)=(s')*(inv(S'*S))*(s);

end