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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王铭海 郭文川 商亮 谷静思
【目的】研究基于近红外漫反射光谱的多品种桃可溶性固形物含量的无损检测技术。【方法】在获得3个不同品种桃近红外漫反射光谱的基础上,采用多元散射校正(MSC)方法处理原始光谱,以SPXY算法划分样品集,分别建立了可溶性固形物含量的偏最小二乘回归(PLSR)、极限学习机(ELM)和最小二乘支持向量机(LSSVM)预测模型,并比较和评价了移动窗口偏最小二乘法(MWPLS)和连续投影算法(SPA)优选有效特征波长对于简化模型运算量、改善模型预测性能的影响。【结果】虽然全光谱可以获得较好的识别效果,但是模型比较复杂;MWPLS与SPA优选的有效特征波长均能有效地减少建模变量并简化模型,但MWPLS在提高建...
关键词：
近红外光谱 桃 可溶性固形物 无损检测
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王铭海 郭文川 谷静思 刘卉
【目的】研究成熟期梨可溶性固形物含量的近红外漫反射光谱无损检测技术,为及时、准确地掌握成熟期梨果实的内部品质特性及田间管理、适时采收、合理储藏提供依据。【方法】基于近红外漫反射光谱检测技术分别建立了成熟期砀山酥梨可溶性固形物含量的偏最小二乘(PLS)、广义回归神经网络(GRNN)和偏最小二乘支持向量机动态预测模型(LSSVM),并综合评价了无信息变量消除法(UVE)优选有效特征波数对于简化模型、提高预测性能的影响。【结果】UVE算法能够很好地提高建模效率、有效改善GRNN和LSSVM模型预测精度,而对PLS分析模型效果不明显。3种模型中,LSSVM模型比GRNN和PLS模型具有明显优势,其中U...
[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)
[作者]
刘燕德 黎丽莎 李斌 宋烨 朱向荣 姜延泉
苹果可溶性固形物含量（soluble solid content,SSC）是影响果实质量的重要因素，利用近红外光谱（NIR）技术则可以实现对苹果SSC的无损检测。为获得稳健的多品种苹果无损检测通用模型，本研究将模型更新方法与变量筛选方法相结合，对红富士（Red Fuji）、青苹果（Green apple）、黄元帅（Golden Delicious）、红玫瑰（Rose）和乐淇（Lokit）等5个品种苹果的SSC进行无损检测。结果表明，更新后的新模型可以实现对5个品种苹果的SSC的高精度预测，此时模型预测均方根误差（RMSEP）为0.698%，预测相关系数（Rp）为0.904，预测偏差为0.074%，范围误差比（RPD）可达2.340。为识别和提取光谱的重要信息波段，还采用竞争性自适应重加权算法（CARS）、连续投影算法（SPA）和无信息变量消除算法（UVE）3种波段筛选方法优化模型。结果表明，CARS更能有效地选取出有效变量，建立的模型对新品种苹果的预测性能有明显改善，RMSEP为0.587%,Rp为0.928，预测偏差减少到-0.052%,RPD=2.684。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘燕德 翟建龙
【目的】应用近红外光谱漫反射技术在线检测脐橙内部的可溶性固形物含量(SSC)。【方法】以0.3m/s的速度、400W的光照强度获取脐橙(脐橙样品为97个,其中74个为校正集,23个样品为预测集)的漫反射光谱;对比不同光谱预处理方法(平滑、一阶微分、二阶微分等)对偏最小二乘回归(PLSR)所建预测模型性能的影响,建立PLSR、主成分回归(PCR)和多元线性回归(MLR)在线检测脐橙可溶性固形物含量的预测模型。【结果】在520~1 000nm光谱范围,卷积平滑(S-G)能有效提高光谱的信噪比,改善模型预测精度;基于PLSR所建立的预测模型较PCR和MLR更为理想,其预测相关系数(RP)为0.90,...
关键词：
脐橙 近红外光谱 在线检测 可溶性固形物
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
马兰 夏俊芳 张战锋 王志山
为了探索适合近红外光谱无损检测番茄可溶性固形物含量的光谱预处理方法,比较了平均光谱和10种光谱预处理方法对偏最小二乘法建模效果的影响,常数偏移消除预处理后的光谱,所建偏最小二乘法校正模型的预测值和实测值的相关系数为0.954,校正标准差为0.321%,最能代表番茄可溶性固形物含量信息的光谱区为11998.9～5449.8cm-1和4601.3～4246.5cm-1。结果表明常数偏移消除是近红外光谱无损检测番茄可溶性固形物含量的有效预处理方法。
关键词：
番茄 近红外光谱 可溶性固形物
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
章海亮 孙旭东 郝勇 刘燕德
【目的】应用近红外漫反射光谱技术无损检测梨果的糖度和pH值。【方法】采集完整梨果的近红外漫反射光谱(350~1 800 nm),光谱经移动窗口平滑处理、一阶微分和多元散射校正预处理后,再分别采用多元线性回归、主成分回归和偏最小二乘法,建立梨果糖度和pH值的定量预测数学模型。【结果】采用一阶微分结合偏最小二乘法所建模型的预测效果较好,糖度和pH值定量预测数学模型的相关系数分别为0.928 5和0.858 4,均方根误差分别为0.436 4和0.120 5。【结论】近红外漫反射光谱作为一种无损的检测方法,可用于评价梨果的糖度和pH值。
关键词：
近红外漫反射光谱 糖度 pH值 梨
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
付苗苗 刘梅英 牛智有 杨芳 向喻
采集并制备不同地域、不同品种的水稻秸秆样本２８８个，根据浓度梯度法，按照３１的比例划分校正集与验证集。采用蒽酮硫酸比色法测定试验样本中可溶性糖含量，并采集在近红外全波段（１０ ０００～４ ０００ｃｍ－１）范围内样本的近红外光谱信息。采用多元散射校正（ｍＳｃ）、标准正态变量变换（ＳＮＶ）、导数、Ｓ－Ｇ平滑及其组合方法对光谱进行预处理，分别运用逐步多元线性回归（ＳｍＬＲ）、偏最小二乘回归（ＰＬＳ）和主成分回归（ＰｃＲ）化学计量学算法，建立基于近红外光谱的逐步多元线性回归（ＳｍＬＲ）、偏最小二乘回归（ＰＬＳ）和主成分回归（ＰｃＲ）定量分析模型。通过比较分析，对光谱进行一阶导数预处理，建立的ＰＬＳ模．．．
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
梁琨 刘全祥 潘磊庆 沈明霞
[目的]利用高光谱技术实现‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量的有效无损检测具有重要意义,但是高光谱数据通常噪声明显,大量无关信息变量和冗余信息变量的存在降低了模型的预测精度。本文旨在探究对高光谱数据特征变量筛选的有效方法来实现‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量的快速检测。[方法]以‘库尔勒香梨’可溶性固形物含量(SSC)为研究指标,利用高光谱成像技术采集样本400~1 000 nm波长的漫反射光谱,对样本感兴趣区域(ROI)的光谱进行预处理,分别采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量算法(IRIV)以及CARS-IRIV算法筛选特征变量,基于不同筛选方法分别建立偏最小二乘(PLS)与最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测模型,以预测集相关系数(Rp)、预测均方根误差(RMSEP)和预测相对分析误差(RPD)值对模型进行评价。[结果]CARS-IRIV算法可以有效减少CARS算法提取的变量个数,并稳定模型预测精度。LS-SVM模型预测结果优于PLS模型,在LS-SVM模型中CARS-IRIV-LS-SVM预测精度最高,Rp、RMSEP和RPD值分别为0.889、0.300和2.823。[结论]CARS-IRIV是一种有效的高光谱特征变量筛选算法,在提高预测精度的同时简化了模型的运算,CARS-IRIV-LS-SVM模型结合高光谱成像技术可以对‘库尔勒香梨’SSC进行快速有效的无损检测。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
梁琨 刘全祥 潘磊庆 沈明霞
[目的]利用高光谱技术实现库尔勒香梨可溶性固形物含量的有效无损检测具有重要意义,但是高光谱数据通常噪声明显,大量无关信息变量和冗余信息变量的存在降低了模型的预测精度,本文旨在探究对高光谱数据特征变量筛选的有效方法来实现库尔勒香梨可溶性固形物含量的快速检测。[方法]以库尔勒香梨可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)为研究指标,利用高光谱成像技术采集样本4001000nm波长范围的漫反射光谱,对样本感兴趣区域(region of interest,ROI)的光谱进行预处理,分
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李冬冬 王浩瑛 王蒙 王铭 李国梁 何思洋 陈绍江 刘文欣
利用近红外光谱(NIRS)技术,建立玉米秸秆磷含量的快速定量分析模型,有利于植物养分利用效率和遗传育种研究。本研究选取了来源广泛的200份玉米自交系秸秆样品,结合近红外光谱仪在4 000～10 000cm~(-1)波段处测量的秸秆样品的光谱数据和钼锑抗比色法测量的样品磷浓度,分别用偏最小二乘(PLS)、最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)、支持向量机(SVM)和回归树(RT)的方法,建立了玉米秸秆磷含量的近红外定量分析模型。5折交叉验证结果显示,PLS为最优建模方法,测试集预测值和真实值的相关系数(r_(test))为0.80±0.05,训练集的拟合相关系数(r_(training))为0.97±0.03。将PLS与不同的光谱预处理方法结合来优化模型,在11种预处理方法中,归一化以及平滑化的预处理方法效果最好,r_(test)均为0.80±0.05,与原始光谱数据相比相关性并未显著提高。随着训练集个体的增加,预测准确性不断提高,当训练集和验证集比例为8∶2时,预测相关系数为0.80,与留一法的预测相关系数(0.81)相当。综上,PLS建立的玉米秸秆磷含量的近红外定量分析模型预测准确性较高,可用于育种或者遗传学研究中磷含量的测定。
关键词：
近红外光谱 磷含量 偏最小二乘 玉米秸秆
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
李跑 马雁军 马莉 杨玉清 杜国荣
利用傅里叶变换近红外漫反射光谱仪测定了138个晒红烟样品的近红外光谱,采用化学计量学方法去除7个异常值,运用K–S算法,将131个晒红烟样品分为校正集样品和预测集样品;采用偏最小二乘法,把烟叶光谱值与化学分析法测得的常规化学指标值建立定量模型,定量分析了晒红烟的总氯、总氮、总植物碱、总钾、总糖、还原糖和蛋白质含量;运用光谱预处理方法以及变量筛选方法提高模型的准确性。结果表明,近红外法测定的结果与常规方法测定的结果一致,模型的相关系数均大于0.90,可快速测定晒红烟样品的常规化学指标。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
白琪林 陈绍江 严衍禄 朱雨杰 戴景瑞
【目的】研究利用近红外漫反射光谱法(NIDRS)测定青贮玉米的体外干物质消化率(IVDMD)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗蛋白(CP)和粗脂肪(EE)含量的可行性。【方法】以普通、高油和超高油玉米全株和秸秆的青贮样为材料,采用光谱的主成分空间技术和偏最小二乘回归法(PLS)。【结果】所建立的IVDMD、NDF、ADF、CP和EE的校正模型的交叉验证决定系数(R2cv)分别为0.9133、0.9764、0.9789、0.9254和0.7294,外部验证决定系数(R2val)分别为0.8879、0.9455、0.9635、0.9387和0.7333,各项误差(RMSEE、RM...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
董苏晓 刘贤 韩鲁佳
探讨近红外漫反射光谱技术(NIRS)测定新鲜青贮饲料化学成分的可行性。在液氮(-196℃)冷冻下对119份具有代表性的青贮饲料样品进行粉碎处理,利用传统分析方法测得其化学成分含量,同时利用近红外光谱仪扫描得到其近红外光谱,采用改良偏最小二乘回归方法(MPLS)建立其近红外定量分析校正模型。结果表明:干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗灰分(CA)的相对分析误差RPD值(SD/SECV)均大于3,校正模型的外部验证决定系数R2v均大于0.85;粗蛋白(CP)、酸性洗涤木质素(ADL)和可溶性碳水化合物(WSC)的RPD值均大于2,其R2v分别为:0.82、0.65和...
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
夏俊芳 李小昱 李培武 王为 丁小霞
为探讨柑橘内部品质无损检测方法,通过3阶Daubechies小波4级分解,对柑橘近红外光谱进行消噪预处理,并运用偏最小二乘法建立了柑橘贮藏中可溶性固形物、糖度、酸度和维生素C含量的校正预测模型。结果表明:建立的可溶性固形物含量预测模型,其预测值与标准值的相关系数为0.954,预测校正均方差为0.418%,最优光谱波段为6 101.7-4 246.5 cm-1;建立的可溶性总糖含量预测模型,其预测值与标准值的相关系数达0.975,预测校正均方差为0.490%,最优光谱波段为7 507.7-6 097.8 cm-1;建立的总酸含量预测模型,其预测值与标准值的相关系数达0.948,预测校正均方差为0...
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
代芬 洪添胜 罗霞 洪涯 李岩
以砂糖橘为对象,建立基于可见-近红外光谱的砂糖橘总酸含量的无损检测方法。试验采集170个完整砂糖橘的500～2 500nm漫反射光谱,然后采用滴定法测定总酸含量。采用Sym8小波变换对光谱进行去噪预处理,并采用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)结合间隔偏最小二乘法(interval partialleast squares,iPLS)优选波长,最终建立BPNN和偏最小二乘法(partial least squares method,PLS)总酸预测模型。结果表明:砂糖橘光谱的小波去噪方法产生的信噪比均值SNR=175.291 1,去噪信号与...
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