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基于近红外高光谱成像技术对不同产地苦杏仁和桃仁药材的鉴别 被引量:25
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作者 郑洁 茹晨雷 +3 位作者 张璐 殷文俊 张慧 颜继忠 《中国中药杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2571-2577,共7页
为建立一种快速无损鉴别不同产地苦杏仁、桃仁药材及其真伪辨别的评价方法,基于高光谱成像技术采集898~1 751 nm内苦杏仁、桃仁药材的光谱信息。以不同产地的苦杏仁和桃仁药材为研究对象,并取其中720个苦杏仁样品和600个桃仁样品进行真... 为建立一种快速无损鉴别不同产地苦杏仁、桃仁药材及其真伪辨别的评价方法,基于高光谱成像技术采集898~1 751 nm内苦杏仁、桃仁药材的光谱信息。以不同产地的苦杏仁和桃仁药材为研究对象,并取其中720个苦杏仁样品和600个桃仁样品进行真伪辨别,经过提取感兴趣区域(region of interest, ROI),获得ROI内平均反射光谱后,比较5种预处理方法,利用偏最小二乘法判别分析(partial least square-discriminant analysis, PLS-DA)、支持向量机(support vector machine, SVM)和随机森林(random forests, RF)方法分别建立分类模型,并基于预测结果的混淆矩阵(confusion matrix)和受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)作为综合评价指标。结果表明,在3个样本集中,均表现出二阶导数预处理方法与PLS-DA是最佳的模型组合,其5折交叉验证下测试集分类准确率分别为93.27%,96.19%,100.0%,与预测结果的混淆矩阵相一致,且其ROC曲线下面积分别获得0.992 3,0.999 6,1.000的最高值。可见,基于近红外高光谱成像技术能准确鉴别不同产地苦杏仁、桃仁药材,并可实现2个品种的真伪辨别。 展开更多
关键词 苦杏仁 桃仁 近红外高光谱技术 产地分类 真伪辨别
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高光谱成像的猕猴桃货架期快速预测 被引量:13
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作者 邵园园 王永贤 +4 位作者 玄冠涛 高宗梅 刘艺 韩翔 胡志超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1940-1946,共7页
货架期是影响果蔬品质和供应安全的重要因素,快速准确预测果蔬货架期已成为消费者、生产者和管理者共同关注的问题。猕猴桃含有多种有机物和氨基酸,具有丰富的营养价值,深受广大消费者的喜爱。但由于猕猴桃表面颜色变化不明显,人们仅凭... 货架期是影响果蔬品质和供应安全的重要因素,快速准确预测果蔬货架期已成为消费者、生产者和管理者共同关注的问题。猕猴桃含有多种有机物和氨基酸,具有丰富的营养价值,深受广大消费者的喜爱。但由于猕猴桃表面颜色变化不明显,人们仅凭感官难以准确判断猕猴桃的货架期和质量等级。采用高光谱成像结合化学计量学方法对不同储存条件下的保鲜猕猴桃进行了货架期预测。首先采集了4℃和(18±2)℃下保鲜时间为0,2,4天各120个猕猴桃样本在400~1000 nm的高光谱数据,测定其硬度值和可溶性固形物含量(SSC),获取猕猴桃切片高光谱图像。对猕猴桃平均光谱提取并进行Savitzky-Golay卷积平滑预处理后,通过光谱数据主成分分析(PCA),发现不同货架期和储存温度的猕猴桃样本在前2个主成分空间形成一定的聚类,4℃下猕猴桃样本出现少量重叠。为了减少波长变量,提高运算速度,使用载荷系数法(XL)与连续投影算法(SPA)选择特征波长。其中,4℃猕猴桃样本的XL和SPA特征波长分别7个(481,501,547,665,723,839,912 nm)和10个(406,428,520,617,665,682,723,818,878和983 nm);(18±2)℃猕猴桃样本XL特征波长为508,545,665,672,720,839和909 nm,SPA特征波长为575,622,731,756,779,800,828,865,920和983 nm。基于3∶1的光谱数据集划分三个货架期虚拟等级值1,2和3,以全光谱数据、特征波长为输入,建立非线性最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测模型。结果表明,对于4℃下3种货架期猕猴桃样本,在全光谱和XL,SPA特征波长上的预测集准确度分别达到92.2%,92.2%,91.1%;(18±2)℃时预测准确度均为100%。猕猴桃切片图像PCA分析显示,除PC5中有部分噪声影响外,其他主成分图像均能完整反映猕猴桃切片信息,PC2图像可以明显呈现出猕猴桃切片在不同货架期的变化程度。进一步分析猕猴桃硬度和可溶性固形物含量发现,随着货架期延长,猕猴桃可溶 展开更多
关键词 猕猴桃 货架期 近红外高光谱技术 化学计量学
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近红外高光谱技术鉴别长枣表面的农药种类 被引量:6
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作者 刘民法 张令标 +3 位作者 王松磊 刘贵珊 何建国 贺晓光 《食品研究与开发》 CAS 北大核心 2014年第15期81-86,共6页
探索一种能对长枣表面农药种类进行准确鉴别的方法。利用900nm^1700nm的高光谱成像系统对喷洒不同农药的长枣进行原始光谱数据采集,利用Savitzky-Golay卷积平滑的方法对900nm^1700nm波段范围内的原始光谱进行预处理,运用偏最小二乘回归... 探索一种能对长枣表面农药种类进行准确鉴别的方法。利用900nm^1700nm的高光谱成像系统对喷洒不同农药的长枣进行原始光谱数据采集,利用Savitzky-Golay卷积平滑的方法对900nm^1700nm波段范围内的原始光谱进行预处理,运用偏最小二乘回归系数选择7个特征波长(SevenWavelengths,SW),采用对农药种类进行赋值的方法建立偏最小二乘(PLS)模型进行鉴别分析,结果表明,不同种类的农药在一定程度上能被有效的鉴别,鉴别正确率达到88.75%,但是在鉴别吡虫啉与哒螨灵两种农药时容易出现鉴别错误。进一步采用SW-LDA对不同农药种类进行鉴别,建立7个特征波长下的线性判别分析(LDA)模型,研究结果显示,不同农药种类的鉴别准确率达到90%以上。说明近红外高光谱联合SW-LDA能够准确地鉴别长枣表面不同的农药种类,为长枣表面农药种类的鉴别探索出了一种新方法。 展开更多
关键词 近红外高光谱技术 长枣 PLS SW—LDA 农药种类 鉴别
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基于近红外高光谱成像技术南疆冬枣DOLP五次多项式拟合模型研究
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作者 王玉婷 索玉婷 +1 位作者 王长旭 罗华平 《新疆农机化》 2021年第6期22-24,共3页
利用高光谱相机采集冬枣图谱信息对其进行Dolp(Degree of Linear Polarizationg)处理,通过对数分析发现DOLP与相位角密切相关,本试验在探测器方位角分别为0°、30°、45°扫描时,实验架最左侧一排红枣的相位角分别为:45.7&#... 利用高光谱相机采集冬枣图谱信息对其进行Dolp(Degree of Linear Polarizationg)处理,通过对数分析发现DOLP与相位角密切相关,本试验在探测器方位角分别为0°、30°、45°扫描时,实验架最左侧一排红枣的相位角分别为:45.7°、66.5°、72.58°,实验架最右边一排红枣的相位角分别为:73.44°、90.36°、94.77°,白板左侧一排红枣的相位角分别为:52.2°、75.48°、88.33°,白板右侧一排红枣的相位角分别为:65.38°、87.86°、90.64°。从12个相位角的南疆冬枣数据中任选9个,但三次扫描所对应的相位角中各留一个用来预测,后利用Matlab对Dolp进行五次多项式拟合。由于长波部分时Dolp值较高,数值变化更明显,所以从全波段中选三个长波1300 nm、1400 nm、1500 nm进行分段预测,由拟合试验结果可知,相位角为52.2°、75.48°、88.33°时,南疆冬枣Dolp分量的误差分别为:6.38%、2.61%、2.81%。进而可以反演2π空间内的南疆冬枣任意入射角和探测角的Dolp值,本文为今后解决相位角对南疆近地面红枣品质遥感检测奠定了基础。 展开更多
关键词 近红外高光谱技术 Dolp 五次多项式拟合 相位角
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基于近红外高光谱图像技术的栗果品质无损检测 被引量:12
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作者 章林忠 丁玲玲 +2 位作者 蔡雪珍 宁井铭 方从兵 《安徽农业大学学报》 CAS CSCD 2019年第1期160-166,共7页
提出一种基于近红外高光谱图像技术的板栗果实品质快速无损检测方法。分别选取3个不同品种栗果、1个品种的霉变栗果和1个品种的虫害栗果各30个样品,采集供试样品的近红外高光谱数据;采用偏最小二乘法(PLS)建立栗果中总糖和淀粉含量预测... 提出一种基于近红外高光谱图像技术的板栗果实品质快速无损检测方法。分别选取3个不同品种栗果、1个品种的霉变栗果和1个品种的虫害栗果各30个样品,采集供试样品的近红外高光谱数据;采用偏最小二乘法(PLS)建立栗果中总糖和淀粉含量预测模型,预测值与实际值的相关系数为0.9313~0.9587,均方根误差为0.062 4~0.225 0;结合主成分分析法(PCA),建立不同品种栗果鉴别以及识别霉变、虫害、正常栗果的判别分析(DA)模型,模型的识别率分别为96.7%和98.6%。结果表明,近红外高光谱图像技术可用于栗果总糖和淀粉的定量预测,以及不同品种栗果和霉变、虫害果的快速定性识别。 展开更多
关键词 板栗 近红外高光谱图像技术 无损检测 品质鉴定 化学计量学
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近红外高光谱成像技术在筛查保健食品中违禁添加抗炎药物双氯芬酸钠的研究 被引量:7
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作者 王成 于航 +5 位作者 姚卫蓉 成玉梁 郭亚辉 钱和 谭志强 谢云飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期592-598,共7页
双氯芬酸钠是一种非甾体抗炎药,抗炎症效果较好,抗炎化学药物双氯芬酸钠有可能违禁添加到缓解炎症保健食品中。目前已有一些文献研究水、肉及牛奶等中的药物双氯芬酸钠,主要利用高效液相色谱、表面增强拉曼及电化学等方法,需要相对复杂... 双氯芬酸钠是一种非甾体抗炎药,抗炎症效果较好,抗炎化学药物双氯芬酸钠有可能违禁添加到缓解炎症保健食品中。目前已有一些文献研究水、肉及牛奶等中的药物双氯芬酸钠,主要利用高效液相色谱、表面增强拉曼及电化学等方法,需要相对复杂的预处理过程,操作步骤相对复杂,耗时。为了快速、无损检测保健食品中违禁添加物的成分,探索建立采用1000~2524 nm波段或特征最优波段的光谱作为自变量,将近红外高光谱成像技术结合化学计量学分析的方法定量分析缓解炎症保健食品中可能添加的不同浓度的双氯芬酸钠。研究主要运用了8种光谱预处理方法,基于全光谱波长建立了偏最小二乘回归及主成分回归模型,同时,为了提高模型的准确性和稳定性,利用β系数方法选择最优波段1130~1147,1412~1468,1658~1709,2010~2055,2122~2178和2395~2423 nm为自变量建立与双氯芬酸钠浓度的多元线性回归模型。比较了偏最小二乘回归、主成分回归及多元线性回归三种模型。分析结果显示,经标准正态变量预处理方法建立多元线性回归模型,该模型的准确性和和预测能力较好,其预测最低限为0.05%,预测值与实测值的R 2为0.9925,预测均方根误差为0.0049,标准预测偏差为0.0049,说明近红外高光谱成像技术为快速定量分析缓解炎症保健食品中违禁添加抗炎药物双氯芬酸钠提供了理论基础。有望进一步开发拓展到其他违禁添加药物的快速定量应用。 展开更多
关键词 近红外高光谱成像技术 保健食品 双氯芬酸钠 多元线性回归模型
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基于高光谱成像技术的配方烟丝组分判别 被引量:4
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作者 梅吉帆 李智慧 +5 位作者 李嘉康 苏子淇 徐波 堵劲松 徐大勇 李华杰 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1151-1157,共7页
应用近红外(1 000~2 200 nm)高光谱成像技术开展了面对像素、面对样本的配方烟丝4种组分(叶丝、梗丝、薄片丝、膨胀丝)的判别研究。以样本高光谱图像的所有像素点光谱数据进行面对像素的组分判别;以样本所有像素点的平均光谱数据进行面... 应用近红外(1 000~2 200 nm)高光谱成像技术开展了面对像素、面对样本的配方烟丝4种组分(叶丝、梗丝、薄片丝、膨胀丝)的判别研究。以样本高光谱图像的所有像素点光谱数据进行面对像素的组分判别;以样本所有像素点的平均光谱数据进行面对样本的组分判别。采用二阶导数法结合萨维茨基-戈莱平滑(SG)滤波对光谱数据进行预处理。通过面对像素数据的主成分分析,证实了基于面对像素的高光谱数据进行组分判别的可行性,以前5主成分建立的支持向量机模型很好地实现了叶丝与梗丝、叶丝与薄片丝的判别任务。建立了面对样本的4组分的K近邻和支持向量机判别模型,通过连续投影算法和二阶导数法进行特征波长选择,筛选出具有高判别准确率的波段,组分判别率达86.97%。 展开更多
关键词 配方烟丝 组分判别 近红外高光谱成像技术 像素分类 主成分分析 连续投影算法 二阶导数法
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近红外高光谱成像技术结合偏最小二乘-判别分析所建模型快速鉴定核桃仁的品质 被引量:1
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作者 丁坤 项安 《理化检验(化学分册)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期844-848,共5页
将近红外高光谱成像技术与偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)结合,建立了快速无损鉴定核桃仁品质的分类模型。在900~1 700 nm全波长范围内,采集不同品质核桃仁的光谱数据,以平均光谱作为原始光谱,以标准正态变量对原始光谱数据进行预处理,采... 将近红外高光谱成像技术与偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)结合,建立了快速无损鉴定核桃仁品质的分类模型。在900~1 700 nm全波长范围内,采集不同品质核桃仁的光谱数据,以平均光谱作为原始光谱,以标准正态变量对原始光谱数据进行预处理,采用主成分分析对原始光谱数据降维,提取到970,1 151,1 210,1 215,1 256,1 309,1 340,1 379,1 389,1 404,1 460 nm等11个特征波长。基于全光谱和特征波长,分别建立两种PLS-DA分类模型。结果表明:全光谱条件下所建模型在校准集和验证集上的预测正确率最高,可达100%;特征波长条件下所建模型在相同数据集上的分类正确率略有下降,为99.3%;两种模型在测试集上的预测正确率均为100%。 展开更多
关键词 近红外高光谱成像技术 偏最小二乘-判别分析(PLS-DA) 核桃仁 品质
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