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[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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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]
赵龙莲 劳彩莲 严衍禄
研究用斜率/截距(Slope/Bias)校正法来实现傅里叶变换近红外光谱仪上两种漫反射样品池间数学模型的转移。结果表明:普通漫反射样品池与积分球样品池上的模型可以相互转移,且两种样品池上不同粒度样品的数学模型也可以转移。
关键词：
近红外 漫反射样品池 模型转移
[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]
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。
[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] 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。
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