CARS.zip

% function [OptWave] = CARS_Cloud(X,y,N,f,cv) %%%%%%% input %%%%%%% % X： 光谱矩阵（行样本数，列波长变量） % y： 化学值 % f： 最大主成分数 % cv：交互验证数量 % N： 迭代次数 %%%%%%% output %%%%%%% % OptWave：最优波长变量组合序号 %% clear all clc; clear all; X=load('C:\Users\admin\Desktop\X.mat');%导入mat类型文件 X=cell2mat(struct2cell(X)); Y=load('C:\Users\admin\Desktop\Y.mat');%导入mat类型文件 Y=cell2mat(struct2cell(Y)); if nargin < 3 & nargin ==2 N = 100; f = 10; cv = 10; elseif nargin < 4 & nargin ==3 f = 10; cv = 10; else nargin < 5 & nargin ==4 cv = 10; end %% 基本参数设置 N = 100; f = 10; cv = 10; p = 0.8; [m,n] =size(X); % 提取光谱的行和列 a = (n/2)^(1/(N-1)); % 常数a k = (1/(N-1))*(log(n/2)); % 常数k cal_num = round(m*p); % 校正集数量 val_num = m - cal_num; % 验证集数量 b2 = 1:n; % 开始波长序号 x = X; y=Y ; D = [b2;X]; % 在吸光度矩阵上面加上波长序号 WaveData = []; % 每次选择的波长变量序号矩阵 Coeff = []; % 每次运行的系数矩阵 %% 迭代计算 h = waitbar(0,'正在迭代计算...'); WaveNum = []; for i = 1:100 r(i) = a * exp(-1*k*i); % 波长点保留率 wave_num = round(r(i) * n); % 被保留的波长数量 WaveNum = [WaveNum;wave_num]; % 每次迭代保留波长序号 cal_index = randperm(m,cal_num); % 校正集序号 wave_index = b2(1:wave_num); % 选择的波长序号 xcal = x(cal_index,wave_index); % 校正集光谱 ycal = y(cal_index); % 校正集化学值 x = x(:,wave_index); % 更新校正集光谱阵 D = D(:,wave_index); % 更新带波长序号的光谱矩阵 d=D(1,:); % 每次选择的波长变量序号矩阵 wnum = n - wave_num ; % 没有被选择的波长变量数量 if wnum > 0 d = [d,zeros(1,wnum)]; % 没有被选择的数量后面补0 end WaveData = [WaveData;d]; % 每次选择的波长变量序号矩阵 % 如果光谱波长点数量小于主成分数量，那么主成分数量等于波长点数量 if wave_num < f f = wave_num ; end [xl,yl,xs,yl,beta] = plsregress(xcal,ycal,f); b = abs(beta(2:end)); [b1,b2] = sort(b,'descend'); coef = beta(2:end); coeff = coef(b2); cb = coeff(1:wave_num); if wnum > 0 cb = [cb;zeros(wnum,1)]; % 没有被选择的数量后面补0 end Coeff = [Coeff,cb]; [rmsecv,press,rindex] = PC_Cross_Validation(xcal,ycal,f,cv); % 选择最佳主成分 [RMSECV(i)] = Cross_Validation(xcal,ycal,rindex,cv); % 计算交互验证标准偏差 waitbar(i/N,h); end close(h) CoeffData = Coeff'; %% 按顺序将被选波长和回归系数进行排列 WAVE = []; % 波长矩阵按顺序排列 COEFF = []; % 回归系数矩阵按顺序排列 % 先按照每行排列，将被选择的变量序号放在行序号中，没有被选择的补0 for i = 1:size(WaveData,1) wd = WaveData(i,:); cd = CoeffData(i,:); WD = zeros(1,length(wd)); CO = zeros(1,length(wd)); for j = 1:length(wd) ind = find (wd == j); if isempty(ind) == 1 WD (j) = 0; % 序号补0 CO (j) = 0; % 回归系数补0 else WD (j) = wd(ind); % 不为0的放在自己序号上 CO (j) = cd(ind); % 不为0的放在自己序号上 end end WAVE = [WAVE;WD]; % 波长矩阵按顺序排列 COEFF = [COEFF;CO]; % 回归系数矩阵按顺序排列 end %% 选择最优迭代次数 [MinSecv,MinIndex] = min(RMSECV); % 求最小RMSECV值 Optimal = WAVE(MinIndex,:); [bochang,boindex] = find(Optimal ~= 0); OptWave = boindex; % 最终波长变量组合 %% 画图 figure; plot(1:N,WaveNum,'LineWidth',2) xlabel('蒙特卡罗迭代次数') ylabel('被选择的波长数量') title(['最佳迭代次数：',num2str(MinIndex),'次']) figure; plot(1:N,RMSECV,'LineWidth',2) xlabel('蒙特卡罗迭代次数') ylabel('RMSECV') figure; plot(COEFF) xlabel('蒙特卡罗迭代次数') ylabel('各变量系数值') xx = MinIndex; yy = get(gca,'ylim'); hold on plot([xx,xx],yy,'r-*','LineWidth',2) %% submatrix = zeros(75,21); %目标矩阵大小 for i = 1:21 %108指要选的变量数 submatrix(:,i) = X(:,OptWave(1,i)); end