bp网络用的于红外光谱碎片结构识别——模型与算法的研究.pdf

维普资讯 第 16鲁 第3期 抚 顺 石 油 学 院 学 报 Vol16 No3 1996~ 9月 JOURNAL OF FUSHUN PETROLEUM INSTITUTE Sep．t996 BP网络用于红外光谱碎片结构识别 L ／ — — 模型与算法 的研究母 ／f一气。 李茎蕉 ． 罗 明亮 孙兆林 张晓彤 (罔川大学化学系 ．四川成都 610064) 伸 顺石 油学 院应用化学系 ．江宁抚顺 113001) 李志 良 (湖南大学化学化工 系，辫甫 长抄 410082) 7-s摘 要 研究了甩于虹外光谱碎片蛄构识捌神新型BP同络模型．并由此构建丁 PROGANN租序软件，提 出了虹外光谱数据 的穗 地理 以厦同辱输 出的统计舟析方法 ．通过对 44 井蛄构碎片的识 别蛄粟表 明．所提 出的模型与方法较之常规 BP网络鼻有 吏大优越 l·生． 中圈分类号o656 丛拙 业 (=)U／ ． 7 L／ ’ ／ | 用红外光谱作为未知物鉴别、物质结构确定的重要手段，在化学及柏关领域中得到广 泛应用，累积了众多化合物的数据，但其谱图解析是一项比较麻烦的工作，随著商品化红 外光谱仪的计算机化，出现了许多红外数据处理手段，其中主要代表是谱 图检索系统及基 于逻辑推理规则 的专家系统 但这类系统有许多不足，如建造知识库十分复杂 ，知识不 易更新 ，有哪些信誉好的足球投注网站时间较长等 ．而神经 网络相对而言具有优越性 ，它的太量 的扳连接可 “记 忆”很多知识 (这是符号处理系统难 以相 比的)，易于更新，容错性能好，一旦训练成 功为工作网络之后 ，其预测速度非常快 ，鉴于此，国外有关研究机构 已开始及逐渐重视 人工神经 网络系统在波谱 识别方面 的研究 】。 1 实验数据与软件 1．1 红外光谱数据库 本论文 工作所 使用 的原始 数 据 来 自Au)RICH 公 司的 ALDRICH ∞ NDENSE PHASE红外光谱数据库 ，该库容量为 10607张谱图，每张谱图记录了由455～ 3996cm 分辨率为 77,1crn 的共计 469个波长点的吸光度值，工作于 NICOLET公 司的OMNqC 红外数据处理软件上 ，该软件受 WINq3OWS支持 。 本文从谱 图库中随机选择了 827张谱 图，将其分成三部分，第一部 分含 504张， 作为网络 的训练集 ；第二 部分含 l35张 ．作为训练过程 中的校 验集 ；第 三 部分 含 188 张 ，作为预测集 ，本文 将对应于该 827个化合物 中的所有碎片结构作 了归粪统计 ．选择 了其中的44种碎片作 为网络的输 出．如附表 。在 目标输出 中．以 1”表示碎 片的存 收稿 日期 ：1996—07一l6 ·田謇 自然 抖学基 盘 与霄章曩喜优 著年 轻教 师基尘 哥骑课题 ． 第一作者 ：男，34岁．199(1#-fi-湖南太学麓舟祈 化学专业博士学植 、现为四川联合太擘化学 象教授 主要 从事化 学计量荦方面的教 学与抖研 工作 ．矸克方向包括人 工神蛭网络方法 模 式识 别 多元梗正技 术 夏舟析 ，}f号址理 ． 维普资讯 抚顺石油学院学报 第 16卷 在，以 O 表示 不存 在 ． 1．2 红外光谱数据 预处理 如果能将每张红外谱 图中的所有 469个吸光度值输入网络进行处理 ．那将会使 图谱 的所有信息获得利用 。但实际上这是不必要也是不可能的，因为， (1)红外光谱具有很 大的相关性．谱 图的信息冗余度很大；(2)太多的输入节点将导致一个规模庞