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[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]
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] 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] 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]
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] 浙江农林大学学报
[作者]
周竹 郑剑 王允祥 曾松伟
为了提高应用近红外光谱技术无损检测雷竹Phyllostachys violascens竹笋硬度的精度,研究了雷竹笋硬度光谱检测模型的优化方法。首先对雷竹笋原始光谱进行正态变量变换(SNV),然后采用后向间偏最小二乘法(bi PLS)去除部分与竹笋硬度无关的变量,随后进一步采用竞争性自适应权重法(CARS)剔除无关变量,最后采用连续投影算法(SPA)将光谱变量个数从1 557个减少为25个。最终,bi PLS-CARS-SPA模型的交叉验证相关系数(rcv),预测相关系数(rp),交叉验证均方误差(RMSECV)以及预测均方误差(RMSEP)分别为0.984,0.926,0.300 N·cm-2...
[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] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘雪梅 章海亮
【目的】采用近红外光谱和不同建模方法测定土壤中的有机质和速效P含量。【方法】分别采集江西不同地区的土样240个,采集土壤样品的近红外漫反射光谱,以对光谱数据进行主成分分析得到的前6个主成分(PCs)和偏最小二乘回归(PLSR)建模得到的6个潜在变量(LVs),分别作为反向传播神经网络(BPNN)和偏最小支持向量机(LS-SVM)的输入变量,共建立6个模型,分别为主成分回归(PCR)、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs、LS-SVM-PCs和LS-SVM-LVs,并对这些建模方法预测土壤有机质和速效P含量的结果进行评价,从中筛选出最佳模型。【结果】在预测土壤有机质和速效P含量时,LS-...
[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] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
郝勇 余永建 朱胜虎
【目的】采用近红外光谱(Near-infrared spectroscopy,NIRS)分析技术对食醋中的总酸和还原糖进行快速定量分析,为食醋品质的检测提供技术支持。【方法】用近红外透射光谱法采集食醋的光谱信息,用Savitzky-Go-lay一阶导数和小波导数(Wavelet derivative,WD)对采集到的食醋光谱进行预处理,采用连续投影算法(Successiveprojections algorithm,SPA)的波长筛选方法对食醋的总酸以及还原糖定量分析模型进行优化。【结果】食醋光谱经小波导数预处理和基于SPA的波长优选后,总酸和还原糖含量分析精度得以提高,模型得到简化。总酸的预...
[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]
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]
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
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