1、近年來，利用紫外可見或者紅外光譜儀測量分析物的光譜信息，之后從光譜信息中提取分析物的各種化學(xué)物理參數(shù)的方法在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法使用起來的簡便快速，同時(shí)基本不會(huì)損害分析樣本。光譜測量方法特別適合于如水中污染物監(jiān)測這類的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控中。光譜分析方法的流行的一個(gè)主要原因是隨著近年來機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新的先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)被引入到了光譜數(shù)據(jù)的建模之中。同時(shí)為了適應(yīng)光譜數(shù)據(jù)維度高，各個(gè)維度之間存在強(qiáng)相關(guān)性的特點(diǎn)，人們也提

2、出來許多適合于光譜數(shù)據(jù)分析的新的建模方法。本文從研究采用紫外可見光譜的水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)出發(fā)，研究了多個(gè)光譜定量分析模型的標(biāo)定問題以及多個(gè)光譜標(biāo)定模型之間的遷移問題。主要是將機(jī)器學(xué)習(xí)中多任務(wù)學(xué)習(xí)的方法引入到了光譜數(shù)據(jù)分析中，針對光譜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了幾種新的光譜定量分析以及模型遷移的方法，之后將這些方法推廣了一般的機(jī)器學(xué)習(xí)問題之中。本文的主要工作可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面:
　　第一，在利用光譜數(shù)據(jù)對分析物進(jìn)行分析的時(shí)候，通常我們需要在實(shí)驗(yàn)室

3、中搜集大量樣本，然后用適當(dāng)?shù)墓庾V多元校正模型對樣本的物理或者化學(xué)特征以及其對應(yīng)的測量光譜之間的關(guān)系進(jìn)行建模。在實(shí)際的使用中的光譜數(shù)據(jù)測量的環(huán)境可能與建模的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境并不相同，因此我們通常也會(huì)搜集一些實(shí)際環(huán)境下的樣本，然后用實(shí)際環(huán)境下的樣本對實(shí)驗(yàn)室中建立的模型進(jìn)行遷移，獲得適合于實(shí)際環(huán)境中的模型。我們提出了幾種基于多任務(wù)學(xué)習(xí)和高斯過程的模型遷移方法，這些方法只需要使用少量的真實(shí)環(huán)境中的樣本就可以把實(shí)驗(yàn)室中建立的模型遷移到真實(shí)的環(huán)境之中。<

4、br>　　第二，對于一個(gè)基于紫外可見光譜儀的水質(zhì)檢測系統(tǒng)，我們會(huì)搜集到多個(gè)環(huán)境下的光譜和分析物濃度的數(shù)據(jù)，如果能夠同時(shí)利用這些多個(gè)環(huán)境中的數(shù)據(jù)以及他們之間多元校正模型之間的聯(lián)系，就可以構(gòu)建出各個(gè)環(huán)境下的更加準(zhǔn)確模型。我們利用了多任務(wù)學(xué)習(xí)的方法來分析不同光譜儀數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，對于光譜數(shù)據(jù)特征維度高的特點(diǎn)，提出了兩種同時(shí)選取特征波長以及提取不同模型之間共同結(jié)構(gòu)的新的多任務(wù)學(xué)習(xí)方法。
　　第三，我們提出了一種貝葉斯的可以同時(shí)進(jìn)行特征提取

5、的稀疏混合專家模型?；旌蠈＜夷Ｐ涂梢詫⑤斎霕颖緞澐值蕉鄠€(gè)子空間，然后用不同的子模型分別對劃分后的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，為了使得混合專家模型能夠分析高維光譜數(shù)據(jù)，我們將稀疏貝葉斯方法與混合專家模型結(jié)合提出了一種新的稀疏混合專家模型。新提出的這個(gè)模型可以在不知道光譜數(shù)據(jù)的來源的時(shí)候分析從多種環(huán)境下搜集到的光譜數(shù)據(jù)。
　　第四，將多任務(wù)學(xué)習(xí)方法和混合專家模型建模方法進(jìn)行了結(jié)合，將多任務(wù)學(xué)習(xí)方法應(yīng)用到單個(gè)分類問題之中，提出了一種使用跡范數(shù)正則的混