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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 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]
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]
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]
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
[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(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] 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] 中国农业科学
[作者]
廖秋红 何绍兰 谢让金 钱春 胡德玉 吕强 易时来 郑永强 邓烈
【目的】中国柑橘产区分布广、生态类型复杂,不同产地纽荷尔脐橙果实品质和市场效应具有较大差异。研究基于近红外光谱技术的柑橘产地识别技术,利于不同柑橘产地果品的识别和鉴伪。【方法】从中国南方17个纽荷尔脐橙主要产地选择代表性成年果园,分别采摘成熟鲜果样品100个。利用Sup NIR-1500近红外分析仪采集脐橙果实赤道部、肩部表面以及果汁滤液的近红外反射光谱,光谱波长范围为1 000—2 499 nm。采用主成分分析法对原始光谱数据进行预处理,提取近红外光谱的特征信息以降低数据集维度以及噪声。研究人工神经网络理论,构建由一个输入层、一个具有非线性激励函数的隐藏层和一个输出层组成的典型的3层人工神经...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李敏 温国基 闫光远 叶向群
为解决乙醇精馏实验教学过程中产物的浓度不能连续分析的问题,将近红外光谱在线分析方法应用于精馏实验的数据采集过程中。采用相关系数法筛选特征波长,分别建立进料、塔顶物料和塔釜物料近红外光谱的线性预测模型,根据最小二乘法拟合得到模型的决定系数R2分别为0.966 1、0.993 7、0.943 3。通过不同回流比下的精馏实验比较了近红外光谱在线分析的浓度值与密度计法测量的浓度值,两者的平均相对误差为3.4%。结果表明:该方法可以代替传统的理化分析方法,有利于学生观察精馏的稳态情况,在实验教学中取得了良好的效果。
关键词：
近红外光谱 乙醇浓度 实验教学 精馏
[期刊] 中国农业科学
[作者]
夏俊芳 李小昱 李培武 王为 丁小霞
【目的】探索快速检测柑橘Vc含量的方法。【方法】利用不同分解水平的Daubechies3小波变换,对100个脐橙整果样品的近红外光谱信号进行了消噪处理,并利用消噪后的重构光谱对脐橙Vc含量进行了偏最小二乘法交叉验证。【结果】小波分解尺度水平不同,偏最小二乘法交叉验证效果各不相同,在分解水平为4时效果最好,其预测值与标准值的相关系数R达到0.9574,交叉验证预测均方差RMSECV仅为3.9mg/100g。比较了11种光谱预处理方法,其中,小波消噪后的偏最小二乘法交叉验证模型预测效果最好,预测值与真值的相关系性最好。【结论】小波消噪后建立的近红外光谱模型能准确地对脐橙Vc含量进行无损快速的定量分...
关键词：
脐橙 近红外光谱 小波消噪 偏最小二乘法
[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] 中国农业科学
[作者]
刘功明 孙京新 李鹏 徐幸莲 张万刚 黄明 周光宏
【目的】在肉制品生产中，加热终点温度（ｅｎｄｐｏｉｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｐｔ）是控制食源性疾病的关键因素。现有的ｅｐｔ检测方法诸多，如酶活性测定法，凝血试验和聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳｄＳ－ｐａＧｅ电泳）法等，但普遍存在耗时、样品处理繁杂等不足。采用近红外光谱（ｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄ ＳｐｅｃｔｒｏＳｃｏｐｙ，ｎｉｒ）结合偏最小二乘法（ｐａｒｔｉａｌ ｌｅａＳｔ ＳｑｕａｒｅＳ，ｐｌＳ）检测鸡、鱼肉加热终点温度，为研究近红外光谱法检测肉类ｅｐｔ的可行性提供参考。【方法】分别将肉样以１℃·ｍｉｎ～（－１）的升温速率进行９个不同温度的加热处理（５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８．．．
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