Numerical Differentiation From Noisy Signals: A Kernel Regularization Method to Improve Transient-State Features for the Electronic Nose
Notice bibliographique
Résumé
As the simplest feature extraction, traditional hand-crafted transient-state features have been widely used in the area of electronic noses (e-noses). However, the influence of noise in the calculation of numerical differentiation leads to inaccuracy and instability in extracting these features. To tackle this issue, a novel numerical differentiation algorithm is proposed, which uses kernel-based regularization. The proposed method can provide accurate and stable transient-state features by directly estimating high-order derivatives from the noise-contaminated sensor’s reading. The feature representation is a prerequisite for the good performance of e-noses. Nevertheless, it should be noted that this performance in real applications can still be affected by other factors, such as sensor drift and the disturbance of nontarget odors. These issues can be addressed by applying a framework of domain adaptation and one-class classification. The proposed method and the adopted framework are verified in a field experiment, which identifies the odor of four targets and two disturbance whiskies measured by a self-designed e-nose system. The classification accuracy with traditional features is improved from <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\mathbf{71.90\%}$</tex-math> </inline-formula> to <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\mathbf{86.36\%}$</tex-math> </inline-formula> , showing the good potential of the proposed method for application in the area of e-noses.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».