Ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo để giải quyết vấn đề nhận diện và xác định nồng độ muối trong dung dịch nước đa thành phần bằng phổ Raman

Optical Memory and Neural Networks - Tập 19 - Trang 140-148 - 2010
S. A. Burikov1, S. A. Dolenko2, T. A. Dolenko1, I. G. Persiantsev2
1Department of Physics, M. V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
2D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Tóm tắt

Trong bài báo này, kết quả của việc xây dựng và phân tích so sánh các phương pháp liên quan đến việc áp dụng các thuật toán mạng nơ-ron cho giải pháp hiệu quả cho vấn đề nhận dạng mẫu (vấn đề nghịch đảo với đầu ra rời) cùng với vấn đề nghịch đảo với đầu ra liên tục được trình bày. Việc xem xét được thực hiện qua ví dụ về vấn đề xác định và đánh giá nồng độ của các muối vô cơ trong dung dịch nước đa thành phần qua phổ Raman. Phương pháp được nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết cả hai vấn đề (phân loại và xác định nồng độ) bằng cách sử dụng một mạng nơ-ron duy nhất được huấn luyện trên dữ liệu thực nghiệm hoặc dữ liệu mô hình sơ bộ.

Từ khóa

#mạng nơ-ron nhân tạo #nhận dạng mẫu #phổ Raman #nồng độ muối #dung dịch nước đa thành phần

Tài liệu tham khảo

Dolenko, S.A., Dolenko, T.A., Persiantsev, I.G., Fadeev, V.V., and Burikov, S.A., Solution of Inverse Problems of Optical Spectroscopy Using Neural Networks, Neurocomputers: Elaboration, Application, 2005, nos. 1–2, pp. 89–97 [in Russian]. Baldwin, S.F. and Brown, C.W., Detection of Ionic Water Pollutants by Laser Excited Raman Spectroscopy (short communication), Water Research, 1972, vol. 6, pp. 1601–1604. Rudolph, W.W. and Irmer, G., Raman and Infrared Spectroscopic Investigation on Aqueous Alkali Metal Phosphate Solutions and Density Functional Theory Calculations of Phosphate-Water Clusters, Applied Spectroscopy, 2007, vol. 61, no. 12, pp. 274A–292A. Georgiev, G.M., Kalkanjiev, T.K., Petrov, V.P., and Nickolov, Zh., Determination of Salts in Water Solutions by a Skewing Parameter of the Water Raman Band, Applied Spectroscopy, 1984, vol. 38, no. 4, pp. 593–595. Furic, K., Ciglenecki, I., and Cosovic, B., Raman Spectroscopic Study of Sodium Chloride Water Solutions, J. Molecular Structure, 2000, vol. 6, pp. 225–234. Dolenko, T.A., Churina, I.V., Fadeev, V.V., and Glushkov, S.M., Valence Band of Liquid Water Raman Scattering: Some Peculiarities and Applications in the Diagnostics of Water Media, J. Raman Spectroscopy, 2000, vol. 31, pp. 863–870. Bekkiev, A.Yu., Gogolinskaya, T.A., and Fadeev, V.V., Simultaneous Determination of Temperature and Salinity of Sea Water Using the Laser Raman Spectroscopy Method, Sov. Phys. Dokl., 1983, vol. 271, no. 4, pp. 849–853. Burikov, S.A., Dolenko, T.A., Fadeev, V.V., and Sugonyaev, A.V., New Opportunities in the Determination of Inorganic Compounds in Water by the Method of Laser Raman Spectroscopy, Laser Physics, 2005, vol. 15, no. 8, pp. 1–5. Burikov, S.A., Dolenko, T.A., Fadeev, V.V., and Sugonyaev, A.V., Identification of Inorganic Salts and Determination Their Concentrations in Water Solutions Above the Water Raman Valence Band Using Artificial Neural Networks, Pattern Recognition and Image Analysis, 2005, vol. 15, no. 2, pp. 520–523. Burikov, S.A., Dolenko, T.A., and Fadeev, V.V., Identification of Inorganic Salts and Determination Their Concentrations in Multi-components Water Solutions Over Water Raman Valence Band Using Artificial Neural Networks, Neurocomputers: Elaboration, Application, 2007, no. 5, pp. 62–72 [in Russian]. Burikov, S.A., Dolenko, T.A., and Fadeev, V.V., Identification of Inorganic Salts and Determination of Their Concentrations in Water Solutions from the Raman Valence Band Using Artificial Neural Networks, Pattern Recognition and Image Analysis, 2007, vol. 17, no. 4, pp. 554–559. Specht, D., A General Regression Neural Network, IEEE Trans. on Neural Networks, 1991, vol. 2, no. 6, pp. 568–576. Madala, H.R. and Ivakhnenko, A.G., Inductive Learning Algorithms for Complex Systems Modeling, CRC Press, 1994.