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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘燕德 周延睿
【目的】结合遗传算法和最小二乘支持向量机(GA-LSSVM),优化苹果糖度近红外光谱检测的数学模型,提高模型的检测精度和稳定性。【方法】在GA-LSSVM模型建立过程中,采用遗传算法自动获取最小二乘支持向量机的最优参数。【结果】相比于偏最小二乘法(PLS)、传统最小二乘支持向量机(LSSVM)和遗传偏最小二乘法(GA-PLS)数学模型,GA-LSSVM法建立的模型预测效果最优,模型的相关系数为0.94,预测均方根误差为0.32°Brix。【结论】GA和LSSVM相结合的优化方法在提高苹果糖度近红外光谱检测精度和稳定性方面是可行的。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
潘磊庆 刘明 韩东海 陈卓 屠康
利用傅里叶近红外光谱技术建立水蜜桃货架期糖度无损检测方法。采用多元散射校正、标准正态变量转换、Savitzky-Golay一阶导数和卷积平滑对原始光谱进行预处理,利用偏最小二乘法建立模型,并根据相关系数选取合适的建模波段。结果表明:多元散射校正、Savitzky-Golay一阶导数和卷积平滑结合处理能够有效地消除光谱基线平移和偏移等现象,提高信噪比,构建的模型预测效果较好。为了提高运算速度,设置相关系数绝对值阈值为0.55时,建模的波长数为389,构建的模型预测效果也较好,校正组模型和预测组模型的决定系数分别为0.860和0.853,内部交叉验证均方差(RMSECV)和预测均方根偏差(RMSE...
关键词：
近红外光谱 水蜜桃 糖度 货架期 检测
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
蔡丽君 刘燕德 万常斓
【目的】采用小波压缩结合遗传算法,优选脐橙糖度近红外光谱在线检测的建模变量,提高在线检测精度。【方法】利用近红外光谱检测装置采集脐橙样品的光谱,并将其转换为反射比光谱,在700.28～933.79nm波段,利用小波变换将一阶微分处理后的近红外反射比光谱变量压缩成小波系数变量。经遗传算法优选后,建立偏最小二乘法(PLS)模型,并对该模型的预测结果进行评价。【结果】利用小波压缩结合遗传算法优选变量建立的脐橙糖度PLS模型,预测效果最优,模型的相关系数为0.759,模型预测均方根误差为0.468°Brix。【结论】采用小波压缩结合遗传算法对变量进行优选,可提高脐橙糖度近红外光谱在线检测的精度。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
孟田源 王转卫 迟茜 赵凡 翁小凤
【目的】研究应用高光谱成像技术无损检测生长发育后期苹果糖度的可行性。【方法】以生长发育后期的＂富士＂苹果为对象，基于采集到的波长９００～１ ７００ｎｍ高光谱数据，建立预测苹果糖度的偏最小二乘（ＰＬＳ）、支持向量机（ＳＶｍ）和极限学习机（ＥＬｍ）模型，并比较主成分分析（ＰＣＡ）和连续投影算法（ＳＰＡ）２种数据压缩或特征波提取方法对预测模型精度的影响。【结果】采用ＰＣＡ方法可将全光谱压缩至９个主成分，采用ＳＰＡ从全光谱的２３０个波长中提取出了１３个特征波长，两者相比，ＳＰＡ能更有效地提高模型预测能力。预测生长发育后期苹果糖度的最佳模型为基于ＳＰＡ的ＰＬＳ模型，其预测集相关系数为０．９４５，均方根误．．．
关键词：
高光谱成像技术 苹果糖度 无损检测
[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]
姜小刚 朱明旺 姚金良 李斌 廖军 张宇翔 刘燕德
为消除水果自身尺寸差异对其糖度预测模型不利影响，进一步提高水果分选模型精度，应用近红外光谱在线检测装置采集不同果径苹果的近红外光谱，对光谱进行多种预处理后，分别建立苹果糖度（SSC）的偏最小二乘法（PLS）模型，再用苹果果径75～85 mm组中的建模集分别预测苹果果径为65～75 mm、85～95 mm组中的预测集样品，最后用果径组65～75、75～85、85～95 mm中的建模集和预测集，分别作为混合苹果尺寸糖度预测模型的建模集和预测集，并利用特征光谱选择算法对模型进行简化，建立苹果糖度通用预测模型。结果显示：与建模集和预测集果径不同时所建立的苹果糖度预测模型最优组相比，其相关系数Rp由0.805提高至0.943，预测集均方根误差值RMSEP由0.778减小至0.480,RPD由0.96增加至3.05，再对建立的通用模型进行简化，可以降低苹果尺寸对苹果糖度模型的影响，提高模型预测性能。
[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...
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
陈桂云 吴威 黄玉萍 陈坤杰
虽然全波段近红外光谱信息量丰富,但应用成本过高。发展短波近红外蜂蜜掺假鉴别技术,更能适应中国蜂蜜市场频繁检测需要。将高果糖浆掺入9种原蜜,制备得153个不同掺假度的样本。以透射方式采集了样本600~1 100 nm波段的近红外光谱。用Rc/SECV值作为定标因子确定并优化模型,用预测指数RP/SEP值评价模型预测能力。在保留外部评价同时定义模型综合评价指数C对优选的10个模型予以综合评价。用tansig函数和logsig函数作为网络隐含层和输出层转化函数,建立鉴别蜂蜜高果糖浆掺假度的短波近红外人工神经网络模型。结果表明:遴选出的最优模型(组合小波去噪、一阶导数、均值中心化和基线校正预处理,欧氏...
关键词：
蜂蜜 短波近红外光谱 掺假 高果糖浆
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
陈桂云 吴威 黄玉萍 陈坤杰
[目的]虽然全波段近红外光谱信息量丰富,但应用成本过高。发展短波近红外蜂蜜掺假鉴别技术,更能适应中国蜂蜜市场频繁检测需要。[方法]将高果糖浆掺入9种原蜜,制备得153个不同掺假度的样本。以透射方式采集了样本600-1100nm波段的近红外光谱。用RC/SECV值作为定标因子确定并优化模型,用预测指数RP/SEP值评价模型预测能力。在保留外部评价同时定义模型综合评价指数C对优选的10个模型予以综合评价。用tansig函数和logsig函数作为网络隐含层和输出层转化函数,建立鉴别蜂蜜高果糖浆掺假度的短波近红外人工神经网络模型。[结果]遴选出的最优模型(组合小波去噪、1阶导数、均值中心化和基线校正预...
关键词：
蜂蜜 短波近红外 掺假
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
杨凯 何昱廷 李沃霖 祝志慧 王巧华
为提高全蛋粉掺假检测的准确度和检测效果，应用近红外光谱技术对全蛋粉掺假进行定性判别并对掺假含量进行定量分析。分别采用标准正态变换、多元散射校正、卷积平滑、归一化、一阶导数、二阶导数等6种不同预处理方法，对原始光谱数据进行预处理，采用竞争性自适应重加权算法（CARS）、连续投影算法（SPA）及CARS-SPA结合算法对光谱数据进行特征波长筛选，建立集成学习（ensemble learning,EL）模型对掺假蛋粉进行定性判别，建立偏最小二乘模型（PLSR）对掺假含量进行定量分析。结果显示：在对掺假蛋粉进行定性判别方面，一阶导数为最佳预处理方法，CARS算法特征筛选效果最佳，EL模型对掺假蛋粉样本总体判别准确率达到98.18%，对各类掺假蛋粉样品的判别准确率在97.78%以上。在对掺假蛋粉含量进行定量分析方面，多元散射校正为最佳预处理方法，CARS算法特征筛选效果更佳，对一组分掺假、二组分掺假、三组分掺假和所有掺假样本的PLSR浓度预测模型的预测集相关系数（Rp）分别为0.958 5、0.931 2、0.945 6和0.955 8，均方根误差（RMSEP）分别为4.689 1、5.813 4、4.604 1和3.802 9。研究结果表明，近红外光谱技术可用于蛋粉掺假检测，为监管机构检测蛋粉掺假提供参考。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
胡耀华 郭康权 铃木孝范 野口刚 胡西红 佐竹隆显
【目的】明确可见光和近红外光谱快速无污染检测猪肉颜色的可行性。【方法】采用漫反射光纤探头测定真空包装猪肉的光谱,用国际发光照明协会(CIE)规定的亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)、色相和饱和度对猪肉颜色进行评价。【结果】测得任意厚度真空包装猪肉的可见光谱和近红外光谱,经二阶微分处理,用偏最小二乘法进行回归分析后,所有肉色的相关系数均大于0.83,且预测值与测定值之间无显著差异。【结论】用漫反射光纤探头的可见光和近红外光谱可以预测猪肉肉色,且精度较高。利用可见光和近红外光谱可以实现猪肉颜色的快速无污染检测。
关键词：
猪肉 肉色检测 可见光 近红外光谱
[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] 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]
丁驰竹 谭佐军
利用Monte Carlo方法模拟光在洋葱组织内部的传输特性,并结合采用光纤探头的接触式测量条件,对漫反射检测信号进行仿真计算,分析表皮厚度和光学性质对测量的影响。结果表明,表皮对信号强度有明显的衰减作用,但对平均穿透深度影响不大。在波长800nm处,探测点到入射点的距离(源探距)为0.92.0cm时,在保证信号强度的同时可达到0.50.8cm的平均穿透深度,并可检测到此深度的颈腐病害(Botrytis allii Munn.);使用直径和数值孔径较大的光纤探头可以在保证测量精度的同时提高探测灵敏度。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王胜鹏 郑鹏程 桂安辉 滕靖 刘盼盼 叶飞 高士伟 马梦君 刘小英
应用近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)技术结合多种算法对远安黄茶品质开展快速无损评价。首先通过扫描获得远安黄茶90个样品的近红外光谱,再利用11种不同方法对光谱进行预处理,剔除部分噪声信息,然后应用反向区间偏最小二乘法(backward interval partial least squares,Bi-PLS)筛选反映样品品质的特征光谱区间,应用遗传算法(genetic algorithm,GA)精准提取特征光谱波长,建立了5种黄茶品质预测模型,最后对光谱官能团信息进行解析。结果表明,最佳光谱预处理方法为多元散射校正,Bi-PLS筛选出的特征光谱区间主要为9 003.2～7 497.9 cm~(-1)、6 101.7～5 449.8 cm~(-1)和4 601.3～4 246.5 cm~(-1),GA筛选出75个特征光谱波长,建立的Bi-GA-PLS组合模型具有最佳的稳健性,可准确地预测远安黄茶样品外部品质分数(R~2=0.951,RMSEP=1.57,RPD=5.27),初步实现了远安黄茶品质的快速、准确预测。光谱信息解析结果显示,45个光谱波长反映-CH_x、C=O和-NH_x官能团信息,代表单糖、咖啡碱、茶氨酸和游离蛋白质等内含成分物质,30个光谱波长反映O-H、酰胺键以及C-H和C-C伸缩的组合频信息,代表木质素、淀粉、纤维素等多糖内含成分物质。
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