2.6 近红外定标模型的评价指标
对于建立的定标模型,常用以下几个指标来评价模型的定标效果和预测能力[2,3,13]。
1. 决定系数R2
决定系数R2(Coefficient of Determination)的表达式为
式中:n——样品数;
y i——第i个样品的某个组分的标准值;
——第i个样品的相应组分的预测值;
——样品集相应组分的平均值,。
2. 残差均方根RMSE
表达式中参数的含义同上。在不同的文献、仪器使用手册中,RMSE(Root Mean Square Error)有多种表达:如交叉校验定标标准差RMSECV(Root Mean Square Error of Cross Validation);校验标准差RMSEP(Root Mean Square Error of Prediction);定标标准差RMSEC(Root Mean Square Error of Calibration);RMSEE(Root Mean Square Error of Estimation),含义与RMSE相同。
3. 标准分析误差SEE
式中:di——第i个样品残差,即;
——残差的平均值,即。
残差均方根是测定中的总体误差,包含了偏差。如果去除其中的偏差,即为标准分析误差SEE(Stand Error of Estimation)。SEE有多种表达:SECV为交叉校验定标标准分析误差,SEC为定标标准分析误差,SEP为校验标准分析误差。
4. 相对分析误差
SEC或SEP可用于比较不同回归模型对同一样品系列某一成分预测的优劣,以便于寻找最佳模型。但是它们还受到所分析样品系列的真值分布和变异的影响,不能用于不同成分间或不同样品系列间的比较。而相对分析误差(Ratio of Performance to Standard Deviate,RPD)则可以克服这个缺点。
式中:SD——分析样品的标准偏差;
SEC/SEP——分析样品的均方根误差。
RPD用来验证模型的稳定性和预测能力。当RPD>3时,模型具有较高的稳定性和良好的预测能力[8]。
5. 相对标准差
相对标准差RSD是由定标标准差RMSEC和校验标准差RMSEP除以各自样品的均值得到的,它反映模型对某一组分总体的预测效果。一般情况下,当RSD<10%时,模型可用于实际的检测[9]。
定标相对标准差:
校验相对标准差:
式中:——定标集真值平均值;
——校验集真值平均值。