连续投影算法在近红外光谱校正模型优化中的应用 被引量：52

1

作者 陈斌 孟祥龙 王豪 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期66-69,共4页

主要从减少变量、提高校正速度的角度,采用了一种新的变量提取方法——连续投影算法(successive projections algorithm)来优化白酒酒精度的近红外光谱定量模型,对于异常样品的剔除沿用了T2椭圆法,使模型更具代表性和稳健性,只用了全部... 主要从减少变量、提高校正速度的角度,采用了一种新的变量提取方法——连续投影算法(successive projections algorithm)来优化白酒酒精度的近红外光谱定量模型,对于异常样品的剔除沿用了T2椭圆法,使模型更具代表性和稳健性,只用了全部变量的1.17%(9个变量)建立模型,其预测相关系数0.9477,得到了较好的预测效果,并与采用经无信息变量消除法进行波长优选后的偏最小二乘(partial least-squares)方法建立的校正模型做了比较,进一步证明这种算法是切实可行的。 展开更多

关键词 连续投影算法 近红外光谱 偏最小二乘法 白酒

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基于无信息变量消除法和连续投影算法的可见-近红外光谱技术白虾种分类方法研究 被引量：49

2

作者 吴迪 吴洪喜 +2 位作者 蔡景波 黄振华 何勇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期423-427,共5页

应用无信息变量消除法结合连续投影算法对可见-近红外光谱区进行有效波长的选择,选择后的波长作为输入变量建立最小二乘-支持向量机模型,对白虾属中三种典型种,脊尾白虾、秀丽白虾和东方白虾进行鉴别分类.实验采用Kennard-Stone算法选取... 应用无信息变量消除法结合连续投影算法对可见-近红外光谱区进行有效波长的选择,选择后的波长作为输入变量建立最小二乘-支持向量机模型,对白虾属中三种典型种,脊尾白虾、秀丽白虾和东方白虾进行鉴别分类.实验采用Kennard-Stone算法选取150个样本作为建模集,50个样本作为预测集,通过UVE-SPA优选了数值分别为392、431、517、551、595、627、676、734、760、861、943和1018 nm的12个波长为LS-SVM的输入变量,建立了白虾种分类模型.该模型对50个预测集样本检验的准确率达到了92.00%.结果表明,采用可见-近红外光谱对白虾种进行鉴别是可行的,UVE-SPA能够有效地进行波长选择,使LS-SVM模型获得最优的分类结果. 展开更多

关键词 可见-近红外光谱 无信息变量消除 连续投影算法 最小二乘-支持向量机

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连续投影算法在砂糖橘总酸无损检测中的应用 被引量：38

3

作者 洪涯 洪添胜 +3 位作者 代芬 张昆 陈厚文 李岩 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期380-384,共5页

酸度是评价砂糖橘品质的重要指标之一,为了消除光谱变量间的共线性影响、减少建模变量以提高校正速度,该文应用连续投影算法(SPA)对砂糖橘总酸近红外光谱无损检测模型进行优化。利用连接点修正方法修正近红外光谱,结合学生化残差图和模... 酸度是评价砂糖橘品质的重要指标之一,为了消除光谱变量间的共线性影响、减少建模变量以提高校正速度,该文应用连续投影算法(SPA)对砂糖橘总酸近红外光谱无损检测模型进行优化。利用连接点修正方法修正近红外光谱,结合学生化残差图和模型回归图剔除异常样本,利用SPXY(sample set partitioning based on joint x-y distances)方法划分样本集,最后利用SPA进行变量选择,比较SPA选择的变量建模和全光谱变量PLS模型的预测效果,并分析橘皮对总酸模型的预测精度的影响程度。结果表明,只用了全部2001个变量中的9个变量,整果测定酸度情况下的SPA-MLR模型和SPA-PLS模型的预测精度与全部变量PLS模型的预测精度相当,预测相关系数Rp分别为0.829470,0.837095和0.857299。去皮留果肉测定酸度情况下则优选了13个变量,其SPA-MLR模型和SPA-PLS模型的Rp分别为0.819430、0.825277,均比全光谱变量PLS模型的Rp(0.780146)高,SPA算法提高了去皮留果肉测定酸度情况下的模型预测精度。 展开更多

关键词 水果 无损检测 近红外光谱法 连续投影算法 变量选择 砂糖橘 总酸

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基于高光谱成像技术和连续投影算法检测葡萄果皮花色苷含量 被引量：30

4

作者 吴迪 宁纪锋 +3 位作者 刘旭 梁曼 杨蜀秦 张振文 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期57-61,共5页

应用高光谱成像技术结合连续投影算法(SPA)实现葡萄果皮中花色苷含量的快速无损检测。采集60组样本高光谱图像,获取样本光谱曲线,并采用多元散射校正预处理方法提高信噪比。然后采用SPA选择光谱变量,将其作为多元线性回归(MLR)、偏最小... 应用高光谱成像技术结合连续投影算法(SPA)实现葡萄果皮中花色苷含量的快速无损检测。采集60组样本高光谱图像,获取样本光谱曲线,并采用多元散射校正预处理方法提高信噪比。然后采用SPA选择光谱变量,将其作为多元线性回归(MLR)、偏最小二乘(PLS)模型和BP神经网络(BPNN)的输入变量,分别建立SPAMLR、SPA-PLS和SPA-BPNN模型并与全光谱变量PLS模型相比较。结果表明,SPA-MLR、SPA-BPNN和SPA-PLS模型的预测精度均优于全光谱变量PLS模型,其中SPA-PLS模型获得了最佳预测结果,其预测相关系数Rp和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.900 0和0.550 6。结果表明,利用近红外高光谱成像技术能够有效检测酿酒葡萄果皮中花色苷含量。 展开更多

关键词 酿酒葡萄 花色苷 高光谱图像 连续投影法 偏最小二乘法

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基于变量选择的蚕茧茧层量可见-近红外光谱无损检测 被引量：24

5

作者 黄凌霞 吴迪 +4 位作者 金航峰 赵丽华 何勇 金佩华 楼程富 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期231-236,共6页

以蚕茧茧层量为研究对象,研究了基于可见-近红外光谱技术的蚕茧茧层量无损检测方法。采用最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM)建立可见-近红外光谱模型。采用无信息变量消除算法(uninformative variable el... 以蚕茧茧层量为研究对象,研究了基于可见-近红外光谱技术的蚕茧茧层量无损检测方法。采用最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM)建立可见-近红外光谱模型。采用无信息变量消除算法(uninformative variable elimination,UVE)与连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)相结合选取光谱有效波长。结果表明,基于UVE-SPA法进行变量选择,最终将原始光谱的600个光谱变量减少到了8个(673,937,963,982,989,992,995和1008nm)。基于此8个变量建立的LS-SVM模型得到了预测集的确定系数(Rp2)为0.5354,误差均方根(RMSEP)为0.0373的预测结果。表明可见-近红外光谱可以用于对蚕茧的茧层量进行无损检测,同时UVE-SPA是一种有效的光谱变量选择方法。 展开更多

关键词 近红外光谱 无损检测 模型分析 蚕茧 茧层量 无信息变量消除算法(UVE) 连续投影算法(spa)

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基于可见-近红外光谱变量选择的土壤全氮含量估测研究 被引量：17

6

作者 杨梅花 赵小敏 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2374-2383,共10页

【目的】变量选择是可见光-近红外光谱研究至关重要的步骤,通过分析可见光-近红外光谱不同特征的选择方法筛选出土壤全氮敏感波段,建立基于敏感波段的土壤全氮最佳预测模型,为土壤全氮的快速定量估算提供重要的理论指导依据。【方法】... 【目的】变量选择是可见光-近红外光谱研究至关重要的步骤,通过分析可见光-近红外光谱不同特征的选择方法筛选出土壤全氮敏感波段,建立基于敏感波段的土壤全氮最佳预测模型,为土壤全氮的快速定量估算提供重要的理论指导依据。【方法】在红壤典型地区江西省吉安县采集代表性土壤样品120个,对可见光-近红外光谱采用主成分分析(PCA)、无信息变量消除(UVE)和无信息变量消除后结合连续投影(UVE-SPA)3种变量特征选择方法,建立基于不同变量选择的偏最小二乘回归(PLSR)模型、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)、反向传播神经网络(BPNN)和遗传算法优化的反向传播神经网络(GA-BPNN)模型,从模型对预测集的预测精度分析不同变量选择方法对不同土壤全氮定量估算模型的差异。【结果】经UVE算法筛选后,光谱变量从200个减少至59个,其中可见光波段处10个,其余在近红外光谱的合频区和一倍频区,信息量丰富;进一步采用SPA进行变量选择,得到共线性最小的5个有效波长,分别为820、940、1 040、1 060和1 990nm;基于UVE变量选择建立的PLSR、BPNN、GA-BPNN和LS-SVM模型,经不同的土壤全氮的数据检验,预测精度最高的为LS-SVM,决定系数(R2)、均方根误差(RMSEp)和相对偏差(RPD)分别为0.7492、0.2921和1.8904;基于UVE-SPA特征选择建立的PLSR、BPNN、GA-BPNN和LS-SVM模型对预测集的验证表明,UVE-SPA提取的特征波段建立的LS-SVM建立模型预测效果最好,其建立的LS-SVM定量估算模型预测集的决定系数R2为0.7945,均方根误差RMSEp为0.2499相对偏差RPD为2.0009,模型稳定;基于PCA提取的7个主成分建立的LS-SVM、BPNN和GA-PBNN模型预测性能差,不能用于定量估算土壤全氮。对比相同的变量建立的GA-BPNN和BPNN,GA-BPNN预测性能比BPNN高。【结论】UVE-SPA变量选择方法结合LS-SVM模型能用来估算土壤中的全氮含量,同时UVE-SPA是一种有效的土壤� 展开更多

关键词 土壤全氮 无信息变量消除(UVE) 连续投影(spa) 偏最小二乘回归(PLSR) 最小二乘支持向量机(LS-SVM) 遗传算法优化的反向传播神经网络(GA-BPNN)

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PCA和SPA的近红外光谱识别白菜种子品种研究 被引量：15

7

作者 罗微 杜焱喆 章海亮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3536-3541,共6页

为了实现对不同品种白菜种子的快速无损鉴别,应用近红外光谱技术获取白菜种子的光谱反射率,首先采用变量标准化校正和多元散射校正对原始光谱进行预处理;其次,采用主成分分析法(PCA)对光谱数据进行聚类分析,从定性分析的角度得到三种不... 为了实现对不同品种白菜种子的快速无损鉴别,应用近红外光谱技术获取白菜种子的光谱反射率,首先采用变量标准化校正和多元散射校正对原始光谱进行预处理;其次,采用主成分分析法(PCA)对光谱数据进行聚类分析,从定性分析的角度得到三种不同白菜种子的特征差异,并采用连续投影算法(SPA)选取特征波长;最后,分别基于全波段光谱、PCA分析得到的前3个主成分变量以及SPA算法选取的特征波长,建立了最小二乘支持向量机(LS-SVM)和偏最小二乘判别(PLS-DA)模型进行白菜种子不同品种的鉴别。从主成分PC1、PC2得分图中可以看出,主成分1和2对不同种类白菜种子具有很好的聚类作用。基于特征波长建立的PLS-DA和LS-SVM模型的判别结果优于基于主成分变量建立的模型,其中基于特征波长建立的LS-SVM模型识别效果最优,建模集和预测集的品种识别率均达到100%。结果表明,通过SPA算法选取的6个特征波长变量能够很好的反映光谱信息,提出的SPA算法结合LS-SVM预测模型能获得满意的分类结果,为白菜种子品种的识别提供了一种新方法。 展开更多

关键词 近红外光谱 主成分分析 连续投影算法 偏最小二乘鉴别 最小二乘支持向量机

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近红外光谱技术结合RCA和SPA方法检测土壤总氮研究 被引量：13

8

作者 方孝荣 章海亮 +1 位作者 黄凌霞 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1248-1252,共5页

基于近红外光谱技术结合连续投影算法和回归系数分析对检测土壤总氮含量进行研究。采集农田土壤样本近红外光谱数据,土壤样本数量共394个。由于原始光谱数据量大,在500～2 500nm光谱波长范围基础上,为简化模型,在原始光谱基础上采用连... 基于近红外光谱技术结合连续投影算法和回归系数分析对检测土壤总氮含量进行研究。采集农田土壤样本近红外光谱数据,土壤样本数量共394个。由于原始光谱数据量大,在500～2 500nm光谱波长范围基础上,为简化模型,在原始光谱基础上采用连续投影算法和回归系数分析提取特征变量,以两种变量选择方法提取的特征变量作为输入,分别采用偏最小二乘回归（PLS）、多元线性回归（MLR）和最小二乘支持向量机（LS-SVM）建模方法建立总氮预测模型,共建立了9个预测模型,最优预测集的决定系数为0.81,剩余预测偏差RPD为2.26。研究表明,基于连续投影算法和回归系数分析选择的特征波长可以应用于近红外光谱检测土壤总氮含量,同时可以大大简化模型,适合开发便携式土壤养分检测仪。 展开更多

关键词 近红外光谱 土壤总氮 连续投影算法 回归系数分析

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BP神经网络结合变量选择方法在牛奶蛋白质含量检测中的应用 被引量：10

9

作者 胡鹏伟 刘江平 +3 位作者 薛河儒 刘美辰 刘一磊 黄清 《光电子．激光》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期23-29,共7页

牛奶中的蛋白质含量会影响牛奶的品质,利用高光谱图像的光谱特征信息研究对牛奶蛋白质含量预测的可行性。本文提出一种基于竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling, CARS)和连续投影算法(successive projecti... 牛奶中的蛋白质含量会影响牛奶的品质,利用高光谱图像的光谱特征信息研究对牛奶蛋白质含量预测的可行性。本文提出一种基于竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling, CARS)和连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)结合多层前馈神经网络(back propagation, BP)的预测建模方法,实验以含有不同浓度蛋白质的牛奶为对象,利用可见光/近红外高光谱成像系统共采集到5种牛奶共计250组高光谱数据,通过实验对比选择采用标准化方法对获取到的吸收光谱预处理,然后采用CARS结合SPA筛选特征波长,得到18个特征波长,建立CARS-SPA-BP模型,经过试验,CARS-SPA-BP模型的训练集决定系数和测试集决定系数R;和R;分别达到0.971和0.968,训练集均方根误差(root mean square error of calibration,RMSEC)和测试集均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)达到了0.033和0.034。研究发现,采用CARS结合SPA筛选的牛奶特征波长建立的多层前馈神经网络模型,其模型预测结果与全波长建模相比并没有明显降低,因此将CARS结合SPA用于波长筛选并且结合BP神经网络基本可以完成对牛奶蛋白质含量的预测。为验证CARS-SPA-BP模型的预测能力,在相同数据环境下,使用较为传统的偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)进行建模,实验结果表明,CARS-SPA-BP相较于PLSR,R;和RMSEP均有明显提升。研究表明,CARS-SPA-BP可充分利用牛奶光谱特征信息实现较高精度的牛奶蛋白质含量检测。 展开更多

关键词 牛奶蛋白质 光谱分析 特征波长 竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling CARS) 连续投影算法(successive projections algorithm spa) BP(back propagation)神经网络 预测模型

原文传递

小波变换和连续投影算法在火龙果总酸无损检测中的应用 被引量：11

10

作者 罗霞 洪添胜 +4 位作者 罗阔 代芬 吴伟斌 梅慧兰 林凛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1345-1351,共7页

应用可见/近红外光谱技术、小波变换（WT）和连续投影算法（SPA）,对火龙果总酸含量（TA）进行精确、快速的无损检测,为火龙果内部品质无损检测提供科学依据。利用Maya2000光纤光谱仪采集380~1 099nm范围的火龙果漫反射光谱数据,通过WT... 应用可见/近红外光谱技术、小波变换（WT）和连续投影算法（SPA）,对火龙果总酸含量（TA）进行精确、快速的无损检测,为火龙果内部品质无损检测提供科学依据。利用Maya2000光纤光谱仪采集380~1 099nm范围的火龙果漫反射光谱数据,通过WT消噪、SPA优选波长和偏最小二乘回归（PLSR）分析方法,建立了火龙果总酸的定量预测模型。试验结果表明：经过WT消噪联合SPA优选波长压缩光谱变量后建立的WT-SPA-PLSR模型,预测精度都高于全谱PLSR模型。由全部样本的原始光谱变量作为输入变量建立PLSR模型的预测相关系数（R_p）为0.851 394,预测均方根误差（RMSEP）为0.086 848;全部样本的原始光谱数据使用dbN（N=2,3,…,10）小波进行分解消噪,其中消噪效果最优的是db4小波2层分解（db4-2）,WT-PLSR模型的Rp为0.915 635,RMSEP为0.066 752,小波变换消噪后的光谱预测模型精度明显提高;原始光谱经过db10-3小波消噪联合SPA算法,从570个光谱变量中优选出530,545,604,626,648,676,685,695,730,897,972,1 016nm共12个变量作为输入变量,建立WT-SPA-PLSR预测模型,模型的RP为0.882 83,RMSEP为0.077 39。SPA算法适合火龙果TA模型的光谱变量选择,能够有效提取与总酸相关度高的波长变量,增加了预测模型的精度和稳定性。研究结果表明小波变换技术联合连续投影算法的漫反射近红外光谱无损检测火龙果总酸含量具有可行性。 展开更多

关键词 可见/近红外光谱技术 无损检测 小波变换(WT) 连续投影算法(spa) 火龙果 总酸(TA)

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可见-近红外光谱分析技术对鱼油掺假定量快速无损检测方法研究 被引量：9

11

作者 张瑜 谈黎虹 +1 位作者 曹芳 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1532-1536,共5页

对掺入不同含量大豆油和菜籽油的鱼油进行鱼油掺假含量的可见-近红外光谱(Vis-NIR)研究。向3个不同品牌鱼油中分别掺入不同比例的大豆油,另外3个不同品牌中分别掺入不同比例的菜籽油,共获得300个样本。对所采集样本的光谱数据分别采用... 对掺入不同含量大豆油和菜籽油的鱼油进行鱼油掺假含量的可见-近红外光谱(Vis-NIR)研究。向3个不同品牌鱼油中分别掺入不同比例的大豆油,另外3个不同品牌中分别掺入不同比例的菜籽油,共获得300个样本。对所采集样本的光谱数据分别采用原始光谱,以及平滑,变量标准化(SNV),多元散射校正(MSC),一阶求导和二阶求导等预处理算法进行处理后,建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。基于全波段光谱的鱼油中大豆油和菜籽油掺假含量预测的最优模型分别为全波段PLSR模型和MSC-PLSR模型,其预测相关系数(Rp)分别达到0.938 6和0.959 3。进一步采用连续投影算法(SPA)分析鱼油中大豆油和菜籽油掺假样品的光谱,并分别获得了11个和15个光谱特征波长变量。基于特征变量的PLSR模型的Rp分别为0.941 2和0.932 6。试验研究表明,可以采用Vis-NIR技术实现对鱼油掺假物含量的检测。 展开更多

关键词 鱼油 掺假 可见-近红外光谱(Vis-NIR) 连续投影算法(spa)

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基于近红外光谱的大豆叶片可溶性蛋白含量快速检测（英文） 被引量：8

12

作者 张亚坤 罗斌 +5 位作者 宋鹏 潘大宇 路文超 周亚男 王成 赵春江 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第18期187-193,共7页

可溶性蛋白是植物生化及抗性生理研究的重要指标之一。快速、准确、无损测定可溶性蛋白含量对作物生长状况的动态监测及抗性作物品种的筛选具有重要意义。近红外光谱具有快速、简单方便、非破坏性的特点,已在农业、食品、化工等领域广... 可溶性蛋白是植物生化及抗性生理研究的重要指标之一。快速、准确、无损测定可溶性蛋白含量对作物生长状况的动态监测及抗性作物品种的筛选具有重要意义。近红外光谱具有快速、简单方便、非破坏性的特点,已在农业、食品、化工等领域广泛应用,尤其是近年来基于光谱技术快速无损的获取作物生理生化信息的研究已成为当前农业领域研究的热点。本文采用近红外光谱技术结合化学计量学方法以实现大豆叶片可溶性蛋白含量的快速无损检测。首先,采用Savitzky-Golay平滑(SG)、一阶导数(1-Der)、二阶导数(2-Der)等7种光谱预处理方法分别建立大豆叶片可溶性蛋白含量的偏最小二乘(PLS)预测模型,经对比发现SG预处理方法为大豆叶片可溶性蛋白含量预测的最优光谱预处理方法。其次,分别采用连续投影算法(SPA)、随机蛙跳(RF)和遗传算法(GA)对SG预处理后的光谱数据进行特征波长提取。最后,基于提取的特征波长分别建立了大豆叶片可溶性蛋白含量的SPA-PLS、RF-PLS和GA-PLS预测模型,发现基于SPA提取的11个特征波长建立的大豆叶片可溶性蛋白含量SPA-PLS模型具有最佳的预测效果,其预测集相关系数(R2p)为0.864,预测均方根误差(RMSEP)为1.894 mg/g,预测偏差为2.061(RPD)。上述结果表明,应用近红外光谱技术检测大豆叶片中可溶性蛋白含量是可行的,可为大豆生长状况动态监测及抗性大豆品种的筛选提供新的方法。 展开更多

关键词 近红外光谱 大豆叶片 可溶性蛋白 连续投影算法 偏最小二乘算法

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基于ICO-SPA特征提取的近红外高光谱小麦赤霉病粒呕吐毒素含量预测 被引量：7

13

作者 丁静 梁琨 +2 位作者 韩东燊 徐剑宏 沈明霞 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期867-876,共10页

为实现小麦呕吐毒素含量快速检测,采集了120个小麦赤霉病籽粒样本的高光谱图像,分别使用连续投影算法(SPA)、区间组合优化结合连续投影算法(ICO-SPA)对1000~2500nm范围的光谱进行特征波段提取,结合偏最小二乘回归(PLSR)、多元线性回归(M... 为实现小麦呕吐毒素含量快速检测,采集了120个小麦赤霉病籽粒样本的高光谱图像,分别使用连续投影算法(SPA)、区间组合优化结合连续投影算法(ICO-SPA)对1000~2500nm范围的光谱进行特征波段提取,结合偏最小二乘回归(PLSR)、多元线性回归(MLR)和最小二乘支持向量机回归(LS-SVR)模型比较了基于三种特征变量输入的模型预测效果。结果表明,ICO-SPA提取出的22个特征波段能够反映病粒样本中淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素等大分子含量的差异,比单独使用SPA可多提取淀粉含量信息,少提取已经被控制在同一水平的水分含量信息,能更全面真实地反映小麦感染赤霉病后内部大分子成分含量的变化,同时减少水分含量信息对近红外模型的干扰。基于ICO-SPA所选变量的建模效果优于SPA,其中以ICO-SPA-MLR效果最优,预测集相关系数、均方根误差和相对分析误差分别为0.921、0.375mg·kg^-1和2.789。这说明基于近红外高光谱技术结合ICO-SPA-MLR进行小麦赤霉病籽粒呕吐毒素定量检测是可行的。 展开更多

关键词 近红外高光谱 呕吐毒素 定量检测 区间组合优化算法 连续投影算法

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基于可见-近红外光谱的砂糖橘总酸无损检测 被引量：7

14

作者 代芬 洪添胜 +2 位作者 罗霞 洪涯 李岩 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期518-523,共6页

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 proj... 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,去噪信号与原始信号间的均方根误差均值RMSE=0.000 13,性能优于常规去噪方法。SPA与iPLS相结合构成的反向偏最小二乘法(back-ward interval partial least squares,BiPLS)_SPA波长选择法能将光谱变量从2 001个压缩到14个,能简化模型并提高建模精度和稳定性。BPNN模型具有更好的非线性映射能力,基于这14个变量的BPNN总酸预测模型的预测相关系数Rp=0.867,预测均方根误差RMSEP=0.061 6,性能优于线性的PLS模型。 展开更多

关键词 近红外光谱 小波去噪 连续投影算法 砂糖橘 总酸含量 无损检测

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基于高光谱成像技术的甘蔗茎节识别与定位方法研究 被引量：7

15

作者 张卫正 张伟伟 +2 位作者 张焕龙 陈启强 丁臣臣 《轻工学报》 CAS 2017年第5期95-102,共8页

针对甘蔗茎节与茎间颜色相近和由于表皮上白色果粉的干扰导致茎节难以识别的问题,提出了一种基于高光谱成像技术的茎节识别与定位方法.采集236个茎节和茎间样本的高光谱图像(874~1734 nm),采用连续投影算法(SPA)提取5个特征波长(1022 nm... 针对甘蔗茎节与茎间颜色相近和由于表皮上白色果粉的干扰导致茎节难以识别的问题,提出了一种基于高光谱成像技术的茎节识别与定位方法.采集236个茎节和茎间样本的高光谱图像(874~1734 nm),采用连续投影算法(SPA)提取5个特征波长(1022 nm,1062 nm,1456 nm,1609 nm和1649 nm),建立偏最小二乘法(PLS)分类模型,利用该模型对20组甘蔗高光谱图像进行识别,生成甘蔗茎节的二值化图像,采用图像处理的方法进行茎节定位.实验结果表明,高光谱成像技术测量结果的标准差为0.7 mm,绝对误差的最大值为2.6 mm,能够有效识别与定位甘蔗茎节,为蔗种的防伤芽自动切割提供技术支持. 展开更多

关键词 高光谱成像 甘蔗茎节识别与定位 连续投影算法 图像处理

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利用高光谱近红外波段的腊肠品质分级研究 被引量：6

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作者 龚爱平 王琦 邵咏妮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2556-2559,共4页

高光谱图像作为一种快速无损的分析技术在食品行业中得到广泛应用。腊肠(sausage)是一个非常古老的食物生产和肉食保存技术,中国的腊肠有着悠久的历史。我国商业行业标准SB/T10003—92按腊肠的理化特征,将腊肠分为优级,一级,二级。针对... 高光谱图像作为一种快速无损的分析技术在食品行业中得到广泛应用。腊肠(sausage)是一个非常古老的食物生产和肉食保存技术,中国的腊肠有着悠久的历史。我国商业行业标准SB/T10003—92按腊肠的理化特征,将腊肠分为优级,一级,二级。针对腊肠在近红外(NIR)波段的高光谱信息,采用连续投影算法(SPA)进行特征波段的提取,分别建立了腊肠等级判别模型PLSR(基于全波段的模型)与SPA-MLR(基于特征波段的模型)。其中,基于特征波长的SPA-MLR模型的预测决定系数达到0.929,判别正确率100%。表明采用高光谱图像的近红外波谱信息能够实现腊肠品质的快速、无损分析。 展开更多

关键词 广式腊肠 近红外(NIR)波谱信息 连续投影算法(spa) 偏最小二乘法算法(PLSR)

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基于高光谱技术的陶瓷绝缘子污秽等级检测 被引量：6

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作者 张血琴 周志鹏 +2 位作者 李谦慧 郭裕钧 吴广宁 《电力工程技术》 北大核心 2022年第4期150-155,共6页

陶瓷绝缘子污秽等级检测主要采用等值盐密法、表面污层电导法、泄漏电流法等传统方法,检测过程耗时长、效率低。高光谱技术能够非接触地获取目标图谱信息且信息量丰富,在绝缘子污秽检测方面有较大应用潜力,因此文中提出基于高光谱技术... 陶瓷绝缘子污秽等级检测主要采用等值盐密法、表面污层电导法、泄漏电流法等传统方法,检测过程耗时长、效率低。高光谱技术能够非接触地获取目标图谱信息且信息量丰富,在绝缘子污秽检测方面有较大应用潜力,因此文中提出基于高光谱技术的陶瓷绝缘子污秽等级检测方法。首先,由于陶瓷绝缘子的材质原因,采集其高光谱图像时存在反光现象,因此采用直方图均衡化处理高光谱图像,去除反光干扰;然后,对高光谱图像进行预处理,去除噪声干扰;接着,采用连续投影算法(SPA)对样本谱线进行特征提取,去除冗余信息;最后,根据特征谱线建立支持向量机(SVM)分类模型,实现陶瓷样品的污秽等级划分,其准确率可达95%。 展开更多

关键词 陶瓷绝缘子 高光谱技术 直方图均衡化 连续投影算法(spa) 污秽等级检测 支持向量机(SVM)

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不同灌水处理下冬小麦地上干生物量的高光谱监测 被引量：6

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作者 杨晨波 冯美臣 +4 位作者 孙慧 王超 杨武德 谢永凯 靖秉翰 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1767-1773,共7页

地上干生物量是反映作物生长发育和产量的重要指标。本试验通过不同的灌溉处理,研究了冬小麦生育期地上干生物量的变化规律,分别利用多元线性回归(MLR)和连续投影算法-MLR(SPA-MLR)构建了冬小麦地上干生物量光谱监测模型。结果表明:拔节... 地上干生物量是反映作物生长发育和产量的重要指标。本试验通过不同的灌溉处理,研究了冬小麦生育期地上干生物量的变化规律,分别利用多元线性回归(MLR)和连续投影算法-MLR(SPA-MLR)构建了冬小麦地上干生物量光谱监测模型。结果表明:拔节期+孕穗期+开花期+灌浆期的灌溉方案有利于生物量积累;基于SPA-MLR构建的预测模型精度均高于MLR预测模型,其中,以开花期模型最优,R^2达到了0.96,RMSE为0.092,验证集的R^2为0.76,RMSE为0.18;综合冬小麦主要生育时期(拔节期至灌浆期)的预测模型的R^2达到了0.64,RMSE为0.30,验证集的R^2为0.54,RMSE为0.26,可以实现拔节期至灌浆期冬小麦地上干生物量的预测。本研究可为利用高光谱遥感技术预测冬小麦地上干生物量提供技术支持。 展开更多

关键词 冬小麦 高光谱 干生物量 连续投影算法 回归分析

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基于高光谱图像技术结合深度学习算法的萝卜种子品种鉴别 被引量：5

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作者 杭盈盈 李亚婷 孙妙君 《农业工程》 2020年第5期29-33,共5页

提出一种基于可见-近红外光谱技术的无损检测方法,以期实现对萝卜种子品种的鉴别。通过光谱成像系统采集6类常见萝卜种子的高光谱图像,并利用HSI软件提取光谱数据。使用Savitzky Golay(SG)平滑与多元散射校正(multiple scattering corre... 提出一种基于可见-近红外光谱技术的无损检测方法,以期实现对萝卜种子品种的鉴别。通过光谱成像系统采集6类常见萝卜种子的高光谱图像,并利用HSI软件提取光谱数据。使用Savitzky Golay(SG)平滑与多元散射校正(multiple scattering correction,MSC)叠加对光谱数据进行预处理以消除高频随机误差。采用堆叠自动编码器(stacked autoencoder,SAE)、连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)和变量迭代空间收缩算法(variable iterative space shrinkage approach,VISSA)进行数据降维。利用Softmax与支持向量机(support vector machine,SVM)算法对全光谱和选取的特征光谱数据建立分类模型。结果表明:SAE-Softmax模型的分类效果最优,其训练集和预测集准确率分别达99.72%和96.22%。因此,利用可见-近红外光谱技术与深度学习算法结合的方法对萝卜种子的品种鉴别是可行的。该研究为种子品种无损检测分析提供参考。 展开更多

关键词 高光谱 萝卜种子 堆叠自动编码器 连续投影算法 变量迭代空间收缩方法

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拉曼光谱结合机器学习对植物油的分类鉴别

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作者 苏东斌 秦嘉桧 李开开 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期274-281,共8页

该研究采集了六类(38个品牌)常见植物油的551份拉曼光谱,并根据光谱数据分别建立了正交偏最小二乘判别和支持向量机模型,对比了连续投影法和竞争性自适应重加权采样法对模型识别正确率的影响。基于算法改进的偏最小二乘判别模型的总体... 该研究采集了六类(38个品牌)常见植物油的551份拉曼光谱,并根据光谱数据分别建立了正交偏最小二乘判别和支持向量机模型,对比了连续投影法和竞争性自适应重加权采样法对模型识别正确率的影响。基于算法改进的偏最小二乘判别模型的总体预测准确率为82.53%、83.13%,低于基于全光谱数据建立的偏最小二乘判别模型。竞争性自适应重加权采样法结合支持向量机对玉米油、橄榄油、葵花籽油和芝麻油的品牌分类测试集正确率均达到100%;椰子油和花生油的测试集正确率为22.22%、63.64%。两类特征提取算法均可以减少建立分类模型所需的变量数目和计算资源,但以提取后变量建立分类模型可能会导致识别正确率下降。在解决样本间相似度较高的多分类问题时,支持向量机模型优于正交偏最小二乘判别模型。正确率差异可能和生产商所使用的生产工艺以及植物油原料相关。面对案件侦办中品牌种类多样的油脂物证,基于拉曼光谱分析和特征提取算法的支持向量机模型可为可食用植物油的无损快速检验提供一定的参考与借鉴。 展开更多

关键词 植物油 拉曼光谱 机器学习 连续投影法 竞争性自适应重加权采样法

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