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基于连续投影算法-遗传算法-BP神经网络的可见/近红外光谱木材识别

2022-02-23分类号:S781.1;TP18;O657.33

【作者】栾景然  冯国红  朱玉杰  
【部门】东北林业大学工程技术学院  
【摘要】【目的】基于可见/近红外光谱技术,以10种木材为研究对象,探索不同预处理和特征提取方法下BP神经网络识别木材的效果。【方法】利用美国ASD公司生产的LabSpec 5000光谱仪采集10种木材的光谱图,分别进行移动平均法处理、移动平均法+多元散射校正(MSC)、移动平均法+标准正态变量变换(SNV)、Savitzky-Golay卷积平滑算法(S-G滤波器)、S-G滤波器+MSC和S-G滤波器+SNV的预处理,运用主成分分析法(PCA)、连续投影算法(SPA)、SPA和遗传算法(GA)联合分别进行特征提取,将提取的特征结合BP神经网络进行木材识别试验。【结果】以SPA和GA联合提取光谱特征时,移动平均法+SNV的预处理效果最佳,以吸收峰为起始波段(W_(initial)=1 445 nm)、吸收峰个数为特征个数(N_(tot)=9)时,识别率较高,特征个数大部分减少为SPA提取特征值个数的一半左右。BP神经网络的平均识别速度提升明显。10种木材的平均识别率为98.0%,其中7种木材的识别率达到了100.0%。【结论】在移动平均法+SNV的预处理下,SPA和GA联合提取光谱图的特征,既可提高BP神经网络识别木材的正确率,又可提升识别速度。图3表6参23
【关键词】可见/近红外光谱  连续投影算法  吸收峰  遗传算法  BP神经网络  木材识别
【基金】中央高校基本科研业务费专项资金项目(2572020BL01);; 黑龙江省自然科学基金资助项目(LH2020C050)
【所属期刊栏目】浙江农林大学学报
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