功能混合物的組成數量確定方法和裝置的製作方法
2023-05-29 07:50:41
專利名稱：功能混合物的組成數量確定方法和裝置的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及一種確定功能混合物組成數量的方法和裝置，並特別涉及能夠在不實際製備功能混合物的情況下確定由N種成分構成的功能混合物組成數量的方法和裝置。
相關技術描述下面是多種迄今已知的確定由N種成分根據組成比率構成的功能混合物組成數量的方法。
按照一般方法，功能混合物是實際製備好的，並由一些方法估計是否所需功能已被賦予功能混合物。
以下將描述這一方法，它被應用於乳膠分散材料，其為一種功能混合物。
乳膠分散材料包含以分散媒體中的微小水中油(oil-in-water)小滴形式分散的疏水材料，並且被用在多種領域，諸如用於攝影的感光材料、化裝品、食品、化學藥品等等。
作為乳膠分散材料所需功能的一種，它需要防止微小的水中油(oil-in-water)小滴增加到固定值或隨時間推移變得更多並且沒有過大的油滴產生。此功能的必要性公開於，例如，日本未決專利申請(JP-A)9-131519，且該公開物披露了一種通過直接觀察過大油滴估計乳膠分散材料功能的方法。此外，JP-A-10-260488公開了一種直接估計過大油滴數量的方法。
而且，作為一個例子，後面是乳膠分散材料的功能必要性，日本專利申請公開物(JP-B)60-53865披露了一個能夠最初溶解於微小油滴中的聯結劑沉積物(疏水材料)的觀測實例。
為製備乳膠分散材料以防止過大油滴及沉積物的出現，需要乳膠分散材料被實際製備好並且在實際製備好的乳膠分散材料上執行如在上述現有技術實例中進行的估計從而檢查乳膠分散材料的功能。
除上所述，JP-A-2000-89404公開了一種指定疏水材料和高沸點溶劑的溶解性參數的方法，且由此疏水材料和溶劑的容積百分比將防止疏水材料的沉積。按照這一方法，可以預先獲得能夠抑制沉積的乳膠分散材料的組成。
但是，在多種疏水材料被加入或者類似情況下，不能實現滿意的預測。
此外，通過對乳膠分散材料實施防止疏水材料沉積的方法，在製備之前能夠確定不沉積的乳膠分散材料的組成。然而，先獲取過大油滴的出現是困難的。
除了這些，JP-A-2000-171956(相應專利美國專利號6117601)公開了一種判斷銀滷化物感光材料的處理液(一種功能混合物)和處理條件的方法，及其修正方法。
JP-A-2000-171956披露了一種從一組許多正常狀態(如具有功能性的功能混合物所期望的)中確定Mahalanobis距離的方法，從而判斷不清楚的處理液是否正常(即，不清楚是否該液體會具有所需功能性)。此外，它公開了對每一組成成分，Mahalanobis距離在所有組成成分都包含的情況與每一成分被排除的情況作比較，從而檢測引起「非正常」的任一組成成分。
根據以上方法，能夠指定要被修正的組成成分。不過，必須另外考慮確定組成成分應被如何修正的方法。
如果必要，測試與估計必須重新進行，並且存在修正值不能被快速預測的情況。
發明概要本發明的一個目的是提供一種方法和裝置，通過該方法和裝置，在功能混合物實際製備之前，每一影響功能混合物(諸如乳膠分散材料或類似物)的功能性的組成成分的組成數量，被接近於已預先獲得的功能混合物各個組成成分之間的相關係數，以及相應地確定組成成分的組成數量並賦予該功能性。
為實現以上目的，根據本發明，提供了一種功能混合物組成數量確定方法，用於當要製備一種包括N種組成成分的功能混合物時確定N種組成成分的每一種的組成數量，該方法包括步驟(1)確定一個相關矩陣R，其具有M種功能混合物C的每一種的N種組成成分的組成數量c1，c2，c3，…，cN之間的相關係數作為元素，每一種功能混合物C預先已知具有所需功能性，且M大於N；(2)對一種功能混合物U的N種組成成分的所有組成數量u1，u2，u3，…，uN計算Mahalanobis距離D2或D，不知道功能混合物U是否具有所需功能性；以及(3)改變功能混合物U的組成成分的至少一種的組成數量以使Mahalanobis距離被減小，並確定Mahalanobis距離被減小的組成數量作為要製備的功能混合物中該至少一種組成成分的組成數量。
D2＝UR-1UT…(1)UT代表矩陣U的轉置矩陣，矩陣U是(u1，u2，u3，…，uN)，並且M種功能混合物C的每一種的每一組成數量ck和功能混合物U的每一組成數量uk被變形為，對N種組成成分的每一種，M種功能混合物C和功能混合物U中組成成分的組成數量平均數為0以及組成數量的標準偏移為1.0。
此外，為實現以上目的，根據本發明，提供了一種功能混合物組成數量確定裝置，用於當要製備一種包括N種組成成分的功能混合物時確定N種組成成分的每一種的組成數量，該裝置包括存儲部件，其存儲相關矩陣R和相關矩陣R的反轉矩陣中的至少一個，R具有M種功能混合物C的每一種的N種組成成分的組成數量c1，c2，c3，…，cN之間的相關係數作為元素，每一種功能混合物C預先已知具有所需功能性，且M大於N；計算部件，其對一種功能混合物U的N種組成成分的所有組成數量u1，u2，u3，…，uN計算Mahalanobis距離D2或D，不知道功能混合物U是否具有所需功能性；以及確定部件，其改變功能混合物U的組成成分的至少一種的組成數量以使Mahalanobis距離被減小，並確定Mahalanobis距離被減小的組成數量作為要製備的功能混合物中該至少一種組成成分的組成數量。
在以上發明中，功能混合物U的每一種組成成分依次從功能混合物U中被排除以獲得N組(N-1)種組成數量。通過使用剩餘的組成成分(即，從組成成分中排除一種組成成分得到剩下的組成成分)的N組(N-1)種組成數量，對N組(N-1)種組成數量的每一組連續計算Mahalanobis距離。然後，對每一組計算使用N種組成數量計算的Mahalanobis距離與使用(N-1)種組成數量計算的Mahalanobis距離之間的差異。通過改變其排除產生了最大差異的組成成分的組成數量，或者通過連續改變組成成分預定數目的組成數量，從其排除產生最大差異的組成成分到被排除的組成成分是沿順序位置的預定數目，若組成成分被以差異大小的漸減順序分類的話，在包含如此改變的組成數量之N種組成數量的Mahalanobis距離被連續減小的情況下，組成數量能夠被確定(選擇)為功能混合物的組成數量。
一個新的相關矩陣可以通過將功能混合物U的組成數量附加到功能混合物C的組成數量的矩陣被計算，該混合物C預先已知具有必要的功能性，混合物U現在因組成數量的確定具有該功能性，並且這個新相關矩陣可被用作相關矩陣R。
如果其中Mahalanobis距離被減小的方法由其中Mahalanobis距離被最小化的方法所取代，組成數量能夠被更準確地確定。
在本發明的步驟(1)中，通過一些方法已被預先判定具有必要功能的M種功能混合物C被收集，且N種組成成分的N個組成數量c1，c2，c3，…，cN中的所有相關係數被計算(M＞N)以確定具有相關係數作為元素的相關矩陣R。
本發明中的「功能混合物」包括所有包含兩種或以上組成成分並具有「一功能」的混合物。
這裡，「功能」是使用混合物的「需求」，並不是指肯定動作的狹義中被需要的功能。「需求」包括廣義中的功能，例如，混合物不具有副作用，混合物的變質很低，以及類似的含義，可以被作為本發明中的功能。
當存在兩種或更多「需求」時，本發明所提供的功能可以是所有這些需求或只是需求的一部分。
一種「用於攝影的感光材料的乳膠分散材料」被包括在本發明的「功能混合物」中，並且術語「功能混合物」將通過舉例說明用於攝影的感光材料的乳膠分散材料而被詳細地描述。
用於攝影的感光材料的乳膠分散材料的組成成分是包含水、凝膠、聯結劑和油作組成成分的功能混合物。用於攝影的感光材料的乳膠分散材料的需求包括，例如，油可溶性材料諸如聯結劑、油等呈現為感光材料中的油滴形式及顯示色彩反應，並且微小的油滴大小既不增加也不出現沉積。前者是一種狹義的「功能」，而後者為乳膠分散材料不顯示副作用的一種「需求」，且二者都被認為是本發明中的「功能」。
本發明中的「功能混合物」可以是液體材料，諸如乳化材料的固體細顆粒分散材料、溶液、色素等，或者固體材料，諸如合金、聚合物或類似物，或者含有許多成分的粉狀混合物。
本發明在下述情況特別有效需要大量時間和成本來估計功能性以及沒有功能性估計的客觀定量方法(例如，香水的氣味、飲料的味道等)。
在本發明中，功能混合物的N種組成成分可以符合混合物的所有組成成分或組成成分的一部分。換言之，本發明可以應用於所有組成成分或只是組成成分的一部分(但至少為兩種組成成分)。
被使用的組成成分的數目(N)必須至少為兩種，且數目的上限被如下限制。也就是，當使用N種組成成分時，需要已知所需功能的功能混合物的數目M大於數目N。更適宜地，M至少是N的兩倍，且更適宜地，M為N的五倍。
另一限制在於因數目N和M的增加而引起計算時間的增加。計算時間依賴於計算機性能的進步及類似因素，且由此更可取的上限數目不必決定於N和M的關係。但是，數目N和M的確定必須考慮這樣的事實隨著數目N和M增加，計算時間也增加。由於相關係數的計算，更可取的是不論N是多少M等於20或更大。
本發明中的「相關矩陣」與一般所知的相關矩陣相同，並且通過計算各個組成成分的各個相關係數及如下式(2)所示排列相關係數來得到。r11r12r13r1Nr21r22r23r2NMMMMrN1rN2rN3rNN...(2)]]>例如，式(2)中的元素r12代表組成成分c1和c2之間的相關係數，且r21代表組成成分c2和c1之間的相關係數，當然，r12＝r21。rNN代表組成成分cN和cN(相同組成成分)之間的相關係數，且由此總等於1。相應地，相關矩陣是具有所有對角線元素為1並關於對角線對稱的矩陣。這一相關矩陣R，或其反轉矩陣，被存儲在存儲部件內。
在步驟(2)(或計算部件)中，對功能混合物U的N種組成成分的N個組成數量u1，u2，u3，…，uN的每一種計算由式(1)表示的Mahalanobis距離，其中不清楚混合物U中是否存在功能。Mahalanobis距離可以由D2或D2的平方根(即D)來定義。
在步驟(3)(或確定部件)中，功能混合物U的組成成分的至少一種的組成數量被改變以使Mahalanobis距離(D或D2)被減小，且Mahalanobis距離被減小的組成數量被確定為功能混合物的組成數量。
特別地，例如，某一組成成分的組成數量被增加或減少，且隨後再執行Mahalanobis距離的計算。此時，若由此計算的Mahalanobis距離小於最初計算的Mahalanobis距離，則有關的組成成分的組成數量將被確定為功能混合物的組成數量。
這裡，可能不需要改變組成數量以使Mahalanobis距離變成最小值。只要Mahalanobis距離小於最初計算的Mahalanobis距離，此時的組成值就可以被採用。但是，從準確性的觀點，更可取的是產生最小值的組成數量被確定為功能混合物的組成數量。
接下來，將描述步驟(3)(或確定部件)中更好的操作。當只有一種組成成分被從功能混合物U的N種組成成分中省略時通過使用剩餘的(N-1)種組成成分，對(N-1)種組成成分的每一組計算Mahalanobis距離。也就是，在相關矩陣R的建立和Mahalanobis距離的計算中，執行與步驟(2)(或計算部件)相同的計算，除了每一種第k個(k的範圍從1至N)組成成分被依次從功能混合物中排除，直到一個接一個完成N種組成成分的每一種的排除，並且Mahalanobis距離Dk(或Dk2)(即，當第k個組成成分被排除時的Mahalanobis距離)被計算(k是從1至N的整數)。這一計算完全與步驟(3)(或確定部件)中Mahalanobis距離的計算相同。不過，因為一種組成成分被排除，用於對(N-1)種組成成分的每一組計算Mahalanobis距離Dk(或Dk2)的相關矩陣R是一個(N-1×N-1)矩陣。
越是當第k個組成成分被排除時得到的Mahalanobis距離小於在步驟(3)(或確定部件)中計算的最初Mahalanobis距離，也就是，N種組成數量的Mahalanobis距離和(N-1)種組成數量的Mahalanobis距離之間的差異越大，Mahalanobis距離將越是由改變功能混合物U中的第k個組成成分(被排除的組成成分)的組成數量被減小得更多。
因此，對N種組成成分計算的Mahalanobis距離和對(N-1)種組成成分的每一組計算的Mahalanobis距離之間的差異ΔDk(＝D-Dk或D2-Dk2)被計算，且由此計算的(N-1)種組成成分的各個組的差異被以漸減的順序排列(這裡，組的數目等於N)。在差異的漸減順序中，每一第k個組成成分(k為從1至N)的組成數量被改變以減小Mahalanobis距離。也就是，當被排除時產生最大差異的組成成分的組成數量被改變，或者從對應於最大差異的組成成分到沿漸減順序位置的預定數目的組成成分，組成成分的每一種組成數量被連續改變。於是，其中包括被改變的組成數量之N個組成數量的Mahalanobis距離被減小的組成數量被確定為功能混合物的組成數量。
然而，不是取得N個Mahalanobis距離，每一距離為排除第k個組成成分(k為從1至N)時得到的，比較這些Mahalanobis距離並隨後通過距離大小分類，也可以使用正交陣列。第k欄中第一層級由帶有第k個組成成分的計算來定義，且第二層級由不帶有第k個組成成分的計算來定義。於是可以得到各個差異的秩。
使用正交陣列的主要優點是增加了計算準確性。對分配給正交陣列各欄的組成成分的每個層級，至少兩個數據副本(在L4正交陣列的情況下為兩個)被輸入，且其平均數被計算以作間距。由此，可以比層級數目為1的情況期望更高的準確性。當正交表變大時，數據副本的數目相應增加。
此外，組成成分不必都獨立地影響Mahalanobis距離。組成成分互相有影響是可能的。不過，通過使用正交陣列，能夠提取每一成分的作用。
在功能混合物U(通過組成數量的確定已賦予其功能性)的組成數量被附加給功能混合物C(其預先已知具有必要功能)的組成數量之後，如上所述，一個新的相關矩陣可被計算並用作相關矩陣R。使用這些計算，相關矩陣被連續更新，並由此能夠確定更準確的組成數量。
附圖簡述
圖1是表示按照本發明一個實施例的功能混合物組成數量確定裝置的示意圖；圖2是表示按照本發明實施例的控制器的個人計算機的方框圖；圖3是表示本發明實施例的標準間隔生成程序的流程圖；以及圖4A和4B是表示本發明實施例的組成數量確定程序的流程圖。
優選實施例詳述按照本發明的功能混合物組成數量確定裝置(在其中使用功能混合物組成數量確定方法)的優選實施例將在下文參考附圖被詳細描述。本實施例中，D2被用作Mahalanobis距離。
如圖1所示，本實施例的組成數量確定裝置被構造成包括一臺個人計算機24。一個CRT26被連接到個人計算機24。如圖2所示，個人計算機24包含一個組成數量確定部件24A，其存儲執行下述處理程序的程序，按照該程序進行Mahalanobis距離的計算處理和確定功能混合物的組成數量等，以及帶硬碟或類似物的標準間隔資料庫24B，其中標準間隔資料庫被存儲。標準間隔資料庫24B被連接到組成數量確定部件24A，且圖1中所示的含有滑鼠28和鍵盤30的數據輸入裝置24C被連接到組成數量確定部件24A。
接下來，設置標準間隔的資料庫設置過程，其在本實施例的成分確定部件24A中被執行，將參照圖3被描述，以及組成數量確定處理程序將參照圖4A和4B被描述。
已知具有必要功能的M種功能混合物C被收集，以及功能混合物的N種組成成分的N個組成數量c1，c2，c3，…，cN(M＞N)在數據輸入裝置24C被輸入。在標準間隔資料庫設置過程中，N個組成數量c1，c2，c3，…，cN中的所有相關係數在步驟100被計算以計算相關矩陣R，且隨後反轉矩陣R-1被從相關矩陣R計算。進一步地，在步驟102，所計算的反轉矩陣被設定為標準間隔資料庫24B中的標準間隔資料庫。標準間隔資料庫的生成可通過使用由Oken公司生產的Windows(產品名)的軟體MTS來執行。
N個組成數量ci(i＝1，2，3，…，N)被如下標準化，且標準化的組成數量(在下文中簡單稱為組成數量)ci被計算。
ci＝(cij-mi)/σi…(3)這裡，mi代表組成數量的平均值，如下式所表示的，σi代表組成數量的標準偏移以及cij代表第j種功能混合物的第i個組成數量。
mi＝(ci1+ci2+ci3+…+ciM)/Mσi2＝[(ci1-mi)2+(ci2-mi)2+…+(ciM-mi)2]/(M-1)…(4)
通過如上所述標準化組成數量，組成數量的每一個被變換為平均值等於0且標準偏移等於1.0。
隨後，具有組成數量ci的每一第p個組成數量cp和組成數量ci的每一第q個組成數量cq之間的相關係數rpq作為元素(成分)的相關矩陣R被計算(p，q＝1，2，3，…，N)，且相關矩陣R的反轉矩陣A(＝R-1)被從相關矩陣R中計算。相關矩陣R和反轉矩陣A如下表示。1r12r13r1kr211r23r2kr31r321r3kMMMMrpqMMMMMrk1rk2rk31...(5)]]>A=R-1=c11c12c13c1nc21c22c23c2nMMMMcn1cn2cn3cnn...(6)]]>相關矩陣R的反轉矩陣A的元素作為標準間隔資料庫被存儲在標準間隔資料庫24B中。
下面，將參考附圖4A和4B描述確定組成數量的程序。
當功能混合物U〔其中不清楚是否具有該功能〕的N種組成成分的標準化組成數量被從數據輸入裝置24C輸入時，在步驟110確定是否N種組成成分的標準化組成數量u1，u2，u3，…，uN已被輸入。當N種組成成分的組成數量已被輸入時，在步驟112按照下式通過使用存儲在標準間隔資料庫中的相關矩陣R的反轉矩陣A計算Mahalanobis距離D2。
D2＝UR-1UT…(7)這裡，UT代表矩陣U＝(u1，u2，u3，…，uN)的轉置矩陣。在以上計算中，M種功能混合物C的每一種的第k個組成數量ck和功能混合物U的第k個組成數量uk通過上面描述的標準化被變換以使M個組成數量的平均值等於0且其標準偏移等於1.0。也就是，功能混合物C的每個組成數量和功能混合物U的組成數量通過上面描述的標準化被變換以使M個組成數量的平均值都為0且其標準偏移為1.0。
在下一步驟114，單獨的第k個組成成分被除去(最初k為1)，並且在步驟116當第k個組成成分被從N種組成成分中除去的時候通過使用剩餘的(N-1)種組成成分的組成數量計算Mahalanobis距離Dk2。在步驟118，計算N種成分的Mahalanobis距離D2和(N-1)種成分的Mahalanobis距離Dk2之間的差異ΔDk(＝D2-Dk2)。在步驟120，判斷k是否等於或大於N，也就是，當一種組成成分的組成數量被排除時是否已對所有組成成分完成了Mahalanobis距離的計算。如果k小於N，則k在步驟122，k被增加1，並從步驟114當下一組成成分的組成數量被排除時以跟上面相同的方式計算Mahalanobis距離。相應地，每種組成成分被依次排除，並且通過使用剩餘組成成分的組成數量對剩餘的(N-1)種組成成分的每一組計算Mahalanobis距離Dk2。
在步驟124，選擇最大的正差異ΔDk，並在步驟126以預定數量改變當在步驟114排除組成成分時帶來最大差異的組成成分的組成數量，也就是，以預定數量增加或減少。隨後在步驟128對改變了一種組成數量及未被改變的(N-1)種組成數量計算Mahalanobis距離D2。
在下一步驟130，判斷Mahalanobis距離D2是否減小。如果Mahalanobis距離D2增加，則與標準間隔的距離增加並由此組成數量與具有所需功能的功能混合物的組成數量的組合更遠了。所以，在步驟126，以跟上面相同的方式再計算Mahalanobis距離D2，變更改變的方向並以預定數量再改變組成數量。
另一方面，如果Mahalanobis距離D2減小，則與標準間隔的距離減少(即，已接近標準間隔)，並由此組成數量更靠近具有所需功能的功能混合物的組成數量的組合。相應地，在步驟132，判斷Mahalanobis距離D2是否最小。如果不是最小，則處理返回到步驟126，且以預定數量進一步改變組成數量如同上面所描述的計算Mahalanobis距離D2直至判斷Mahalanobis距離D2為最小。
當通過其組成數量被改變的組成成分的變化，Mahalanobis距離D2被減少到最小值的時候，組成成分的組成數量被採用(步驟134)。在Mahalanobis距離D2很小或類似情況下，可以採用Mahalanobis距離D2隻是被減小的組成數量，而不試圖找到Mahalanobis距離D2為最小的組成數量。
在下一步驟136，判斷是否存在另一個改變組成數量的請求。這一改變請求可由一個操作者輸入。作為選擇，要改變的組成數量數目可以被預置，並且改變請求自動形成，使得以預置數目改變組成數量。
如果在步驟136判斷出存在另一個改變組成數量的請求，則處理返回到步驟114並且計算當一種組成成分被依次從N種組成成分中排除時通過使用(N-1)種剩餘組成成分的組成數量所計算的Mahalanobis距離Dk2，以跟上述相同的方式，和在步驟128所計算的Mahalanobis距離D2之間的差異ΔDk。於是當被排除時帶來最大差異ΔDk的組成成分的組成數量被以預定數量改變，且使Mahalanobis距離D2最小的組成數量被確定為該組成成分的組成數量。
重複以上處理直至在步驟136判斷出沒有進一步的組成數量改變請求。當判斷出沒有組成數量改變請求，此時在步驟138所有的組成數量被採用。
在前面的描述中，只有對應於最大正差異ΔDk的組成數量被改變。但是，在考慮到組成成分的一組預定數目的情況下，從被排除時引起最大差異的組成成分到沿順序的預定數目級別的組成成分，若組成成分被以關聯於它們各自排除的差異的漸減順序排列，則依次改變這些組成成分的每一種的組成數量，且當包括由此改變的組成數量的N種組成數量的Mahalanobis距離被減小時，組成數量可以被確定為功能混合物的組成數量。
實例實例1實例1涉及一種確定由凝膠和七種添加劑組成的乳膠分散材料的組成數量的方法。這七種添加劑的組成數量表示為其重量每單位凝膠重量以及進一步地，每一種添加劑的重量被變換以使平均數為0且標準偏移為1.0。已知組成的結果示於表1中。
表1
計算這七種添加劑的相關係數，並計算相關矩陣R。由此被計算的相關矩陣R表示在下面。
相關矩陣R
而且，相關矩陣R的反轉矩陣R-1被計算，且計算結果表示在下面。反轉矩陣R-1
分散材料成分U的Mahalanobis距離D2(其中不知道是否存在功能性)通過使用反轉矩陣R-1被計算，並且計算結果表示在下面的表2中。
表2
(值被標準化以使平均數＝0，標準偏移＝1.0)這一混合物的Mahalanobis距離D2的計算結果如下。
D2＝UR-1UT＝94.2
下面，改變添加劑的添加數量以使Mahalanobis距離D2被減小。通過添加劑物理特性值的預測和通過各自的試驗計算，確定添加劑應被加入以及多少添加劑應被加入。
例如，當添加劑4的組成數量被設定為11.9時，則D2＝48.1，且Mahalanobis距離被減小。因此，添加劑4的組成數量能夠被確定為11.9。
實例2本例涉及添加劑選擇種類的特例，其根據計算有效地減小Mahalanobis距離D2。
添加劑1，2，…，7一個接一個被連續排除，並且Mahalanobis距離Dk2(＝D1至D7)的七個值以跟實例1表2組成數量的Mahalanobis距離D2計算相同的方式被計算。計算結果表示在下面。
D12(D1)根據添加劑1的排除計算 99.0D22(D2)根據添加劑2的排除計算 107.4D32(D3)根據添加劑3的排除計算 88.5D42(D4)根據添加劑4的排除計算 38.3D52(D5)根據添加劑5的排除計算 108.7D62(D6)根據添加劑6的排除計算 92.6D72(D7)根據添加劑7的排除計算 109.9下面，表示差異Δk的計算結果。
Δ1＝D2-D1＝94.2-99.0＝-4.8Δ2＝D2-D2＝94.2-107.4＝-13.2Δ3＝D2-D3＝94.2-88.5＝+5.7Δ4＝D2-D4＝94.2-38.3＝+55.9Δ5＝D2-D5＝94.2-108.7＝-14.5Δ6＝D2-D6＝94.2-92.6＝+1.6
Δ7＝D2-D7＝94.2-109.9＝-15.7從以上結果，通過其排除會減小Mahalanobis距離D2的添加劑種類為添加劑4(Δ4＝55.9)，添加劑3(Δ3＝5.7)，以及添加劑6(Δ6＝1.6)，以Δk的漸減順序。
由這一結果，很明顯添加劑4數量的改變將會有效地減小Mahalanobis距離D2。
如下改變添加劑4的數量並計算添加劑4各個數量的Mahalanobis距離D2。結果示於下表中。
表3
從這些結果，設定添加劑4的數量為7.35能夠最小化Mahalanobis距離D2。
按照上述方法，添加劑4的改變和要被加入的添加劑4的數量能夠通過計算而不是試驗及誤差被確定。
在以上實施例中，D2被用作Mahalanobis距離。不過，若D被用來取代D2的話組成數量可以用相同方式被確定。
如上所述，按照本發明，在不實際製備功能混合物的情況下，能夠確定各個組成成分的組成數量，其帶來諸如乳膠分散材料或類似物的功能混合物的功能性。
權利要求
1.一種方法，用於當要製備一種包括N種組成成分的功能混合物時確定N種組成成分的每一種的組成數量，該方法包括步驟(1)確定一個相關矩陣R，其具有M種功能混合物C的每一種的N種組成成分的組成數量c1，c2，c3，…，cN之間的相關係數作為元素，每一種功能混合物C預先已知具有所需功能性，且M大於N；(2)對一種功能混合物U的N種組成成分的所有組成數量u1，u2，u3，…，uN計算Mahalanobis距離D2或D，不知道功能混合物U是否具有所需功能性；以及(3)改變功能混合物U的組成成分的至少一種的組成數量以使Mahalanobis距離被減小，並確定Mahalanobis距離被減小的組成數量作為要製備的功能混合物中該至少一種組成成分的組成數量，其中D2＝UR-1UT，UT代表矩陣U的轉置矩陣，矩陣U是(u1，u2，u3，…，uN)，並且M種功能混合物C的每一種的每一組成數量ck和功能混合物U的每一組成數量uk被變形為，對N種組成成分的每一種，M種功能混合物C和功能混合物U中組成成分的組成數量平均數為0及其標準偏移為1.0。
2.如權利要求1的方法，進一步包括步驟對功能混合物U的每一種組成成分依次計算一組(N-1)種組成數量的Mahalanobis距離，該組包括當一種組成成分被排除時剩餘組成成分的組成數量；計算N種組成數量的Mahalanobis距離和每一組(N-1)種組成數量的Mahalanobis距離之間的差異；改變其排除產生了最大差異的組成成分的組成數量，或者按差異的漸減順序連續改變每一種組成成分的組成數量，從其排除產生了最大差異的所述組成成分到其排除產生的差異為沿所述順序位於預定數目的組成成分；以及如果在改變步驟中包括被改變的組成數量的N種組成數量的Mahalanobis距離被減小了，確定被改變的組成數量為要製備的功能混合物的組成數量。
3.如權利要求1的方法，進一步包括步驟在確定功能混合物U的組成數量以使功能混合物U具有所需功能性之後，通過將功能混合物U的組成數量附加到預先已知具有所需功能性的功能混合物C的組成數量，來計算一個新的相關矩陣；以及用這個新的相關矩陣作為相關矩陣R。
4.如權利要求1的方法，其中，當Mahalanobis距離被減小時，Mahalanobis距離被實際減小到最小值。
5.如權利要求1的方法，其中M至少為N的兩倍。
6.如權利要求1的方法，其中M至少為N的五倍。
7.如權利要求1的方法，其中M至少為20。
8.一種裝置，用於當要製備一種包括N種組成成分的功能混合物時確定N種組成成分的每一種的組成數量，該裝置包括存儲部件，其存儲相關矩陣R和相關矩陣R的反轉矩陣中的至少一個，R具有M種功能混合物C的每一種的N種組成成分的組成數量c1，c2，c3，…，cN之間的相關係數作為元素，每一種功能混合物C預先已知具有所需功能性，且M大於N；計算部件，其對一種功能混合物U的N種組成成分的所有組成數量u1，u2，u3，…，uN計算Mahalanobis距離D2或D，不知道功能混合物U是否具有所需功能性；以及確定部件，其改變功能混合物U的組成成分的至少一種的組成數量以使Mahalanobis距離被減小，並確定Mahalanobis距離被減小的組成數量作為要製備的功能混合物中該至少一種組成成分的組成數量，其中D2＝UR-1UT，UT代表矩陣U的轉置矩陣，矩陣U是(u1，u2，u3，…，uN)，並且M種功能混合物C的每一種的每一組成數量ck和功能混合物U的每一組成數量uk被變形為，對N種組成成分的每一種，M種功能混合物C和功能混合物U中組成成分的組成數量平均數為0及其標準偏移為1.0。
9.如權利要求8的裝置，其中所述計算部件對功能混合物U的每一種組成成分依次計算一組(N-1)種組成數量的Mahalanobis距離，該組包括當一種組成成分被排除時剩餘組成成分的組成數量，並計算N種組成數量的Mahalanobis距離和每一組(N-1)種組成數量的Mahalanobis距離之間的差異，以及所述確定部件改變其排除產生了最大差異的組成成分的組成數量，或者按差異的漸減順序連續改變每一種組成成分的組成數量，從其排除產生了最大差異的所述組成成分到其排除產生的差異為沿所述順序位於預定數目的組成成分，而且，如果在改變步驟中包括被改變的組成數量的N種組成數量的Mahalanobis距離被減小了，確定被改變的組成數量為要製備的功能混合物的組成數量。
10.如權利要求8的裝置，其中，在確定功能混合物U的組成數量以使功能混合物U具有所需功能性之後，通過將功能混合物U的組成數量附加到預先已知具有所需功能性的功能混合物C的組成數量，來計算一個新的相關矩陣，並用這個新的相關矩陣作為相關矩陣R。
11.如權利要求8的裝置，其中，當Mahalanobis距離被減小時，Mahalanobis距離被實際減小到最小值。
12.如權利要求8的裝置，其中M至少為N的兩倍。
13.如權利要求8的裝置，其中M至少為N的五倍。
14.如權利要求8的裝置，其中M至少為20。
全文摘要
一種裝置和方法,用以在不實際生成功能混合物的情況下,通過按照每一種預先獲得的功能混合物的組成成分之間的相關係數改變其數量,確定需要賦予功能混合物功能性的每一種組成成分的組成數量。計算N種組成成分的數量的Mahalanobis距離,其中一種成分被排除的(N－1)種組成成分的數量的Mahalanobis距離,以及這二者之間的差異。改變其排除對應於最大的這種差異的組成成分的數量並且再計算Mahalanobis距離。其Mahalanobis距離為最小值的組成成分的數量被選擇作為功能混合物組成成分的數量。
文檔編號B01F15/04GK1383040SQ0211808
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月22日 優先權日2001年4月20日
發明者石井善雄, 岡本潤, 池田顯, 出口泰章 申請人:富士膠片株式會社