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基于高光谱技术与机器学习的新疆红枣品种鉴别 被引量：23
1
作者 刘立新 何迪 +2 位作者 李梦珠 刘星 屈军乐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期284-291,共8页
为实现对红枣品种的判别,利用高光谱技术并结合机器学习算法对金丝大枣、骏枣和滩枣这三个品种的新疆红枣进行研究。首先,分别利用多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)、一阶导(1-Der)和Savitzky-Golay(SG)平滑等数据预处理方法... 为实现对红枣品种的判别,利用高光谱技术并结合机器学习算法对金丝大枣、骏枣和滩枣这三个品种的新疆红枣进行研究。首先,分别利用多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)、一阶导(1-Der)和Savitzky-Golay(SG)平滑等数据预处理方法对原始光谱进行预处理,研究了预处理方法对建模的影响;然后,利用光谱-理化值共生距离法(SPXY)将样本集划分为校正集和预测集,基于线性判别分析(LDA)、K-最近邻分类(KNN)和支持向量机(SVM)算法对预处理后的全波段光谱建立红枣品种鉴别模型,结果显示,在多种预处理方法中,1-Der的处理效果最好;然后,结合主成分分析(PCA)、连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权采样(CARS)等特征提取方法对全波段光谱进行特征波段的提取,再基于特征波段建立红枣品种鉴别模型,结果发现,在几种特征提取方法中,基于CARS所提特征波段建立的模型可以获得最高的鉴别准确率;最后,以SVM模型为例对模型运行时间进行了比较,结果发现,基于特征波段所建模型的运行时间远短于基于全波段所建模型的运行时间。 展开更多
关键词 光谱学 高光谱技术 机器学习 品种鉴别 数据预处理 特征波段提取
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基于高光谱技术的绝缘子污秽等级检测方法 被引量：18
2
作者 邱彦 张血琴 +3 位作者 郭裕钧 石超群 张晓青 吴广宁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3587-3594,共8页
输电线路绝缘子污秽等级的在线检测对污闪防治具有重要意义。为此提出了一种基于高光谱技术的绝缘子污秽等级的非接触式检测方法。通过高光谱仪获取不同污秽等级的人工污秽样品的高光谱图像,采用黑白校正和多元散射校正对原始高光谱图... 输电线路绝缘子污秽等级的在线检测对污闪防治具有重要意义。为此提出了一种基于高光谱技术的绝缘子污秽等级的非接触式检测方法。通过高光谱仪获取不同污秽等级的人工污秽样品的高光谱图像,采用黑白校正和多元散射校正对原始高光谱图像进行校正,获取校正后样品图像的感兴趣区域高光谱谱线;建立了支持向量机多值分类模型,实现待测样品的污秽等级划分。结果表明:硅橡胶表面污秽种类不同时,其高光谱谱线的吸收峰、反射峰位置、幅值以及变化趋势具有明显差异,污秽种类相同时则基本不变,但谱线幅值差异明显。基于全波段数据的模型能够精确、快速地对污秽等级进行划分,对NaCl、CaSO4污秽等级的划分准确率均为97.5%。基于人工污秽样品高光谱谱线数据建立的支持向量机模型可对绝缘子不同伞裙表面的污秽等级进行划分,准确率为80%。因此,该方法能够应用于绝缘子污秽等级的非接触在线检测,为绝缘子污秽等级检测提供了新思路。 展开更多
关键词 高光谱技术 绝缘子 污秽等级 多元散射校正 支持向量机
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高光谱技术结合特征波长/光谱指数对冬枣成熟度可视化判别 被引量：13
3
作者 曹晓峰 任惠如 +2 位作者 李幸芝 余克强 苏宝峰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2175-2182,共8页
为了给冬枣采收后成熟度分级提供理论指导,运用高光谱技术获取特征波长和计算光谱指数对其成熟度可视化分级。采集三类成熟度冬枣(未成熟果、白熟-初红果、半红-全红果)样本共336个并获取其高光谱信息,通过Savitzky-Golay(S-G)平滑对原... 为了给冬枣采收后成熟度分级提供理论指导,运用高光谱技术获取特征波长和计算光谱指数对其成熟度可视化分级。采集三类成熟度冬枣(未成熟果、白熟-初红果、半红-全红果)样本共336个并获取其高光谱信息,通过Savitzky-Golay(S-G)平滑对原始光谱降噪后再用Kennard-Stone(K-S)方法将样本分为训练集(226个)和测试集(110个)。选用连续投影法(SPA)和竞争性自适应重加权采样法(CARS)选择特征波长(CWs);同时从水果生理成分变化角度引入7个光谱指数(SIs)。基于SPA和CARS选取的CWs和引入的SIs分别建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型,并比较了3个模型的分级效果。结果表明:基于SPA和CARS选择的特征波长和引入的SIs建立的PLS-DA模型判别精度分别为:97.27%,95.45%和98.18%。为了直观展现判别结果,选用SIs建立的PLS-DA回归系数拟合判别向量Y的回归方程,依据Y中最大值元素所在类别为该样本预测类别的规则,将结果用不同颜色直观显示。该研究为冬枣成熟度可视化分级提供了思路,引入的SIs参数为开发适于多种水果成熟度分级的设备提供了技术支撑。 展开更多
关键词 冬枣 高光谱技术 特征波长 光谱指数 化学计量学方法
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基于高光谱技术的茶鲜叶含水率检测与分析 被引量：12
4
作者 戴春霞 刘芳 葛晓峰 《茶叶科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期281-286,共6页
茶鲜叶含水率是茶叶加工业中衡量茶叶品质的一个重要指标。为了实现茶叶加工过程中茶鲜叶含水率的快速检测,本文提出了一种应用高光谱技术分析茶鲜叶含水率的无损检测方法。通过对茶鲜叶高光谱图像感兴趣区域光谱数据的提取,利用4种不... 茶鲜叶含水率是茶叶加工业中衡量茶叶品质的一个重要指标。为了实现茶叶加工过程中茶鲜叶含水率的快速检测,本文提出了一种应用高光谱技术分析茶鲜叶含水率的无损检测方法。通过对茶鲜叶高光谱图像感兴趣区域光谱数据的提取,利用4种不同的算法对原始数据进行预处理,采用逐步回归分析法对预处理后的数据提取特征波长,并采用多元线性回归法、偏最小二乘回归建立特征波长和茶鲜叶含水率定量分析模型。研究结果表明,经过卷积平滑处理后的正交信号校正的预处理结合逐步回归分析法所建立的偏最小二乘回归茶鲜叶含水率预测效果最佳,模型校正集、交叉验证集和预测集的相关系数分别为0.8977、0.8342和0.7749,最小均方根误差分别为0.0091、0.0311和0.0371。由此可见,高光谱技术能有效的实现茶鲜叶含水率的检测,这为茶叶加工业中衡量茶叶品质提供了新的检测方法。 展开更多
关键词 高光谱技术 茶鲜叶 含水率 预处理
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多旋翼无人机近地遥感光谱成像装置研制 被引量：10
5
作者 赵静 龙腾 +2 位作者 兰玉彬 龙拥兵 李继宇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期78-85,共8页
为了满足多旋翼植保无人机悬停、定速飞行2种作业模式下近地遥感的需求,该文设计了一套液晶光谱成像装置。首先,通过硬件、软件开发,实现了装置采集模块、控制模块和通信模块3部分的协同工作。其中,采集模块由16位CCD灰度相机、消色差... 为了满足多旋翼植保无人机悬停、定速飞行2种作业模式下近地遥感的需求,该文设计了一套液晶光谱成像装置。首先,通过硬件、软件开发,实现了装置采集模块、控制模块和通信模块3部分的协同工作。其中,采集模块由16位CCD灰度相机、消色差镜头、液晶可调滤光器以及UV镜组成,控制模块由微电脑处理器和USB连接器组成,通信模块由数传、北斗定位系统和地面工作站组成。由5V3A电源供电。开发相应软件实现各硬件模块之间的协同控制,以及数据处理的功能。数据处理功能既可用于拍摄前装置的参数调节,又可单独用于光谱图像分析。基于本装置的数据采集方法,实现了光谱图像采集与旋翼无人机2种飞行模式的匹配。通过室内模拟飞行试验和田间试验,对装置性能进行测试。结果显示装置可获得清晰的光谱图像,光谱范围400~720 nm,光谱间隔最高可达到2 nm,空间分辨率1392×1040,且光谱连续平滑、特征稳定可靠。本装置基于面阵分光原理,采用密接耦合光路设计、核心器件同步触发技术,结构紧凑、抗震性好、稳定度高,适合植保作业,有望应用于精准农药喷施、作物处方图生成等多个领域。 展开更多
关键词 无人机 遥感 高光谱技术 液晶光谱成像装置
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不同材质绝缘子污秽等级高光谱检测方法研究 被引量：8
6
作者 张血琴 周志鹏 +2 位作者 郭裕钧 杨坤 吴广宁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期1946-1955,共10页
该文提出了适用于不同材质(陶瓷、玻璃和硅橡胶)绝缘子表面污秽等级的高光谱检测方法,采集不同材质和污秽等级样本的高光谱数据,经预处理后提取标签集及检测集谱线数据;采用玻璃材质样本标签集数据建立污秽等级检测模型;并运用分段直接... 该文提出了适用于不同材质(陶瓷、玻璃和硅橡胶)绝缘子表面污秽等级的高光谱检测方法,采集不同材质和污秽等级样本的高光谱数据,经预处理后提取标签集及检测集谱线数据;采用玻璃材质样本标签集数据建立污秽等级检测模型;并运用分段直接标准化校正陶瓷、硅橡胶样本谱线数据,实现同一模型下不同材质样本的污秽等级检测。结果表明:不同材质样本同一污秽等级下,高光谱谱线吸收峰、反射峰位置及变化趋势有明显差异;同一材质不同污秽等级谱线差异主要为幅值。检测模型对玻璃、陶瓷和硅橡胶样本的污秽等级检测准确率分别为98.3%、95.0%和91.7%,并利用人工积污试验对模型进行了验证,污秽等级检测准确率为83.3%,证明了该模型可有效实现不同材质绝缘子表面污秽等级的高光谱检测。 展开更多
关键词 绝缘子 污秽等级 高光谱技术 分段直接标准化 支持向量机
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基于高光谱技术的覆盖保鲜膜菠菜货架期预测研究 被引量：9
7
作者 周莉萍 赵艳茹 +3 位作者 余克强 何勇 方慧 叶旭君 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期423-428,共6页
保鲜膜能提高果蔬保水性,隔绝外界细菌侵染,延长货架期。为了准确估测覆盖保鲜膜果蔬品质的优劣,对其货架期进行预测具有重要意义。应用高光谱技术结合化学计量学方法对同等贮藏条件下覆膜新鲜菠菜叶片的货架期进行了预测。先采集五个... 保鲜膜能提高果蔬保水性,隔绝外界细菌侵染,延长货架期。为了准确估测覆盖保鲜膜果蔬品质的优劣,对其货架期进行预测具有重要意义。应用高光谱技术结合化学计量学方法对同等贮藏条件下覆膜新鲜菠菜叶片的货架期进行了预测。先采集五个不同贮藏时间下75盘共300片菠菜样本在可见-近红外(VisNIR,380~1 030nm)与近红外(NIR,874~1 734nm)波段的高光谱数据,然后测定不同贮藏时间下菠菜叶片叶绿素含量。提取300片覆膜菠菜叶片的平均光谱(200个为建模集,100个为预测集)后,对建模集光谱进行主成分分析(principal component analysis,PCA),发现不同贮藏期内叶片光谱数据在前3个主成分空间有一定的聚类。根据建模集光谱信息与预先赋予的不同贮藏期虚拟等级分别建立偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)模型,得到预测集样本的贮藏期总的判别准确率分别为83%(Vis-NIR)和81%(NIR)。表明,高光谱技术结合化学计量学方法能够实现对新鲜菠菜货架期的分类和预测,为消费者正确评价覆盖保鲜膜的菠菜品质提供了理论指导,也为后期果蔬货架期检测仪器的开发提供了技术支持。 展开更多
关键词 高光谱技术 菠菜叶片 化学计量学方法 货架期
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高光谱技术检测农产品成熟度研究进展 被引量：8
8
作者 张义志 王瑞 +4 位作者 张伟峰 卢晓华 高远 顾毓敏 王大彬 《湖北农业科学》 2020年第12期5-8,12,共5页
高光谱技术作为近年来兴起的一项融合传统成像技术的新型三维光谱检测技术,能够同时获得目标物的光谱信息和图像信息,具有无损、快速等特点,在农产品成熟度检测方面应用潜力巨大。综述了近年来高光谱技术在水果、番茄、烟草等农产品成... 高光谱技术作为近年来兴起的一项融合传统成像技术的新型三维光谱检测技术,能够同时获得目标物的光谱信息和图像信息,具有无损、快速等特点,在农产品成熟度检测方面应用潜力巨大。综述了近年来高光谱技术在水果、番茄、烟草等农产品成熟度检测中的研究现状和进展,指出了目前在应用方面存在的问题,并提出了改进措施。 展开更多
关键词 高光谱技术 农产品 成熟度
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基于高光谱遥感技术的绝缘子表面污秽检测方法研究 被引量：6
9
作者 申巍 宋治波 +5 位作者 王森 赵海英 朱明曦 薛建鹏 李振涛 杨昊 《有机硅材料》 CAS 2023年第5期51-60,共10页
为实现绝缘子表面污秽成分实时检测,同时探究不同类型绝缘子对污秽成分识别的影响,提出了一种基于特征波段分数评比的高光谱遥感成像技术的污秽成分识别方法。利用高光谱成像技术对采用硅橡胶基材和陶瓷基材的单一污秽成分进行了数据采... 为实现绝缘子表面污秽成分实时检测,同时探究不同类型绝缘子对污秽成分识别的影响,提出了一种基于特征波段分数评比的高光谱遥感成像技术的污秽成分识别方法。利用高光谱成像技术对采用硅橡胶基材和陶瓷基材的单一污秽成分进行了数据采集,采用光谱-空间自适应总变差模型对谱线进行预处理,通过最大相关-最小冗余-反向传播神经网络建立了基于谱线特征相关性最大的污秽成分分类识别模型。光谱-空间自适应总变差模型能够很好地对高光谱曲线进行去噪与平滑,获得能够建立分类识别模型的高光谱图像。最大相关-最小冗余-反向传播神经网络模型以谱线特征波段的分数排名作为筛选特征的基础,所建立的分类识别模型准确度较高,对采用硅橡胶基材时污秽成分分类准确率可达92.5%,对采用陶瓷基材时污秽成分分类准确率为80%。不同类型绝缘子为背景基材时,对高光谱污秽成分分类识别的影响有所差异,主要受到污层的覆盖程度和污秽颗粒形貌的影响;在对污秽成分进行在线检测时需避免污层稀薄区域,减少背景基材对检测结果的影响。 展开更多
关键词 硅橡胶 绝缘子 高光谱技术 表面污秽成分 反向传播神经网络
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基于高光谱遥感的土壤氯化钠含量监测 被引量：6
10
作者 曹文涛 康日斐 +2 位作者 王集宁 曹见飞 吴泉源 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期817-823,共7页
为提高潍坊北部地区土壤氯化钠含量的监测精度,研究土壤氯化钠含量的高光谱估算方法,本研究利用光谱测量技术,以潍坊市北部海咸水入侵典型区域作为研究区,野外采集41个土壤光谱样本,并测定理化性质,对实测光谱反射率进行数学变换,与土... 为提高潍坊北部地区土壤氯化钠含量的监测精度,研究土壤氯化钠含量的高光谱估算方法,本研究利用光谱测量技术,以潍坊市北部海咸水入侵典型区域作为研究区,野外采集41个土壤光谱样本,并测定理化性质,对实测光谱反射率进行数学变换,与土壤样本氯化钠含量进行相关性分析,利用偏最小二乘回归分析法建立土壤氯化钠含量监测模型。研究结果表明:反射率一阶微分、二阶微分土壤氯化钠含量监测模型的决定系数均高于0.8,建模精度较高。经检验,反射率二阶微分是预测土壤氯化钠含量的最佳光谱指标,所建模型为Y=-828.278x6-635.832x7-348.817x2-583.591x9+360.329x4+1 044.751,建模决定系数为0.859,总均方根误差为0.274。说明将实测反射率光谱变换后利用偏最小二乘回归法建立的潍坊北部地区土壤氯化钠含量估算模型具有较高的可行性,能够较好地反演研究区土壤氯化钠含量,可为潍坊北部地区土壤盐渍化监测和评价提供参考。 展开更多
关键词 高光谱技术 氯化钠含量 反射率 偏最小二乘回归法
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基于高光谱技术和IRIV-FOA-ELM算法的花椒挥发油无损检测 被引量：6
11
作者 纪然仕 陈晓燕 +2 位作者 刘素珍 饶利波 汪震 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第20期386-392,共7页
为了对花椒挥发油的含量进行快速、无损、低成本的检测,以汉源县花椒为实验对象,采集其在400~1000 nm波长范围内的光谱数据,然后采用标准正态变量变换(SNVT)方法对光谱数据进行预处理,利用迭代保留信息变量算法(IRIV)进行特征变量的提取... 为了对花椒挥发油的含量进行快速、无损、低成本的检测,以汉源县花椒为实验对象,采集其在400~1000 nm波长范围内的光谱数据,然后采用标准正态变量变换(SNVT)方法对光谱数据进行预处理,利用迭代保留信息变量算法(IRIV)进行特征变量的提取,并建立极限学习机(ELM)回归模型,模型结果如下:校正集的决定系数RC2为0.8522,均方根误差RMSEC为0.3475;预测集的决定系数RP2为0.8365,均方根误差RMSEP为0.5737。为了进一步提高模型的预测性能,利用果蝇优化算法(FOA)对极限学习机的输入权值进行自适应优化。最终,优化后模型(IRIV-FOA-ELM)的决定系数RC2为0.8792,RMSEC为0.3323,RP2为0.8659,RMSEP为0.3621。结果表明,高光谱成像技术可以对花椒挥发油进行快速无损检测,同时为其他农产品挥发油检测提供一种新的方法和思路。 展开更多
关键词 光谱学 挥发油 高光谱技术 迭代保留信息变量算法 果蝇优化算法 极限学习机
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基于高光谱技术的羊肉含水率无损检测 被引量：5
12
作者 王迪 张敬埔 +3 位作者 张珏 张晶 李海军 田海清 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期215-218,共4页
利用高光谱成像系统(1000~2500 nm)对羊肉含水率进行无损检测研究。对108个羊肉样本进行光谱信息采集,通过标准正态变换法、归一化法、去趋势校正法、S-G卷积平滑法、导数法、多元散射校正法对原始光谱进行预处理,对全波段下的原始光谱... 利用高光谱成像系统(1000~2500 nm)对羊肉含水率进行无损检测研究。对108个羊肉样本进行光谱信息采集,通过标准正态变换法、归一化法、去趋势校正法、S-G卷积平滑法、导数法、多元散射校正法对原始光谱进行预处理,对全波段下的原始光谱和预处理后的光谱建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,优选出的最佳预处理算法为去趋势校正法。原始数据经去趋势校正法预处理后,采用相关系数法选取特征波长,建立特征波长下羊肉含水率的PLSR模型和逐步多元线性回归(SMLR)模型。结果表明,SMLR模型对含水率预测效果最好,校正集相关系数Rc为0.8597,标准误差SEC为0.0521;预测集相关系数Rp为0.8654,标准误差SEP为0.0387。研究表明,利用高光谱成像技术检测羊肉含水率是可行的。 展开更多
关键词 高光谱技术 羊肉 含水率 无损检测
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基于高光谱遥感的四种典型道路光谱特征分析 被引量：4
13
作者 陆频频 戴激光 施先忠 《测绘与空间地理信息》 2019年第5期141-144,共4页
利用高光谱遥感的方法,采用美国ASD公司生产的FieldSpec 4(背负式非成像高光谱仪),光谱范围覆盖350—2 500 nm,开展了对水泥混凝土道路、沥青道路、砖路和泥路这4种最为常见的典型道路的高光谱数据野外观测。利用光谱均值、反射率计算... 利用高光谱遥感的方法,采用美国ASD公司生产的FieldSpec 4(背负式非成像高光谱仪),光谱范围覆盖350—2 500 nm,开展了对水泥混凝土道路、沥青道路、砖路和泥路这4种最为常见的典型道路的高光谱数据野外观测。利用光谱均值、反射率计算、一阶导数、二阶导数、倒数后对数变换等方法,对原始光谱数据进行处理,分析对比4种道路的光谱曲线,研究4种道路各自的光谱特征并找到能很好地区分这4种不同道路类型的最佳波段。旨在探索不同道路类型的光谱特征,为道路识别与提取提供重要依据。 展开更多
关键词 道路光谱特征 反射光谱曲线 高光谱
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基于高光谱结合机器学习对塑料瓶盖的快速分类研究
14
作者 周飞翔 姜红 +2 位作者 钟方昊 周贯旭 刘业林 《上海塑料》 CAS 2024年第2期54-59,共6页
为建立一种快速无损分类塑料瓶盖的方法,采用高光谱成像技术对48个塑料瓶盖样品进行检验。首先对原始光谱进行预处理,再分别采用主成分分析法、偏最小二乘-判别分析法和竞争自适应重加权采样法构建高光谱数据集,并对数据集分别使用支持... 为建立一种快速无损分类塑料瓶盖的方法,采用高光谱成像技术对48个塑料瓶盖样品进行检验。首先对原始光谱进行预处理,再分别采用主成分分析法、偏最小二乘-判别分析法和竞争自适应重加权采样法构建高光谱数据集,并对数据集分别使用支持向量机、多层感知机模型和卷积神经网络进行训练。结果表明:利用竞争自适应重加权特征提取构建的塑料瓶盖高光谱图像,在卷积神经网络中的测试集准确率达到了100%。该方法方便快捷,对样品无损且用量少,为塑料瓶盖的分类提供了有力的支持。 展开更多
关键词 高光谱技术 塑料瓶盖 偏最小二乘-判别分析 竞争自适应重加权采样 卷积神经网络
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小麦盐与物理损伤胁迫下果胶高光谱反演模型 被引量：2
15
作者 朴兆佳 于海业 +4 位作者 张郡赫 周海根 刘爽 孔丽娟 党敬民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2935-2940,共6页
小麦是我国的主要粮食作物,在国民经济发展中具有举足轻重的地位。然而,盐与物理损伤等非生物胁迫,逐渐成为制约小麦产量和品质的重要因素。研究表明,细胞壁是植物细胞直接抵御逆境胁迫的重要防线。盐胁迫下,细胞渗透压增大,质膜的透性... 小麦是我国的主要粮食作物,在国民经济发展中具有举足轻重的地位。然而,盐与物理损伤等非生物胁迫,逐渐成为制约小麦产量和品质的重要因素。研究表明,细胞壁是植物细胞直接抵御逆境胁迫的重要防线。盐胁迫下,细胞渗透压增大,质膜的透性会受到一定程度的影响。为了维持细胞的形态和结构,植物细胞壁中的果胶等多糖物质会发生不同程度的转化和改变。物理损伤,会加深植物细胞膜脂过氧化的程度,使膜通透性增大,导致营养物质的流失和降解。受到损伤的部位及其周边细胞还会发生栓化以阻塞病菌的侵入。构成植物细胞壁主要成分且能够反映细胞壁以及膜系统完整性和透过性的果胶,可以作为研究胁迫下植物内部物质响应规律的重要指标。目前,质量法、比色法、液相色谱法等常用的果胶检测方法操作繁琐、实时性不强且对样本损耗较大。亟需一种操作简便、检测速度快、无损的检测方法。将烟农0428小麦作为研究对象,采用水培方式,以向培养液中施加氯化钠(NaCl)溶液和对小麦第一片叶主脉两侧针刺分别模拟盐胁迫和昆虫叮咬造成的物理损伤,并完成小麦叶片果胶及高光谱信息的采集与处理。利用相关分析法筛选光谱敏感波段,将主成分回归(PCR)、偏最小二乘法(PLS)、逐步多元线性回归(SMLR)三种建模方法分别与多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)、一阶导数(FD)、卷积平滑(S-G)、Norris导数滤波(NDF)等预处理技术相结合,建立果胶含量反演模型。最终,选定PLS+SNV+FD+NDF方法建立的模型为最优模型,并对其性能进行了测试。结果表明:果胶含量的预测值与实测值一致性较高,拟合系数(R^(2))和均方根误差(RMSE)分别为0.9976和0.35;预测值重复性较好,相对标准偏差(RSD)为1.2%。该研究以新方法实现小麦果胶的高精度、快速、无损检测,有助于小麦响应逆境� 展开更多
关键词 小麦 高光谱技术 果胶 盐胁迫 物理损伤 模型预测
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注水羊肉的高光谱数据采集与预处理方法研究 被引量：2
16
作者 闻萍 李海军 +1 位作者 雷禾雨 张帆 《内蒙古农业大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第2期79-84,共6页
本文以羊肉为检测对象,采用高光谱成像系统从126个羊肉样本中采集光谱信息。通过去趋势算法、标准正态化、多元散射校正、归一化、基线校准(Baseline)、移动平均平滑(Moving Average)、导数(Derivation)法等多种方法对原始光谱(400~1000... 本文以羊肉为检测对象,采用高光谱成像系统从126个羊肉样本中采集光谱信息。通过去趋势算法、标准正态化、多元散射校正、归一化、基线校准(Baseline)、移动平均平滑(Moving Average)、导数(Derivation)法等多种方法对原始光谱(400~1000 nm)进行预处理。通过建立偏最小二乘法(PlSR)预测模型来选出最优预处理方法。结果表明,经多元散射校正结合标准正态的预处理方法效果最好,预测集相关系数RC为0.7415,标准偏差SEC为0.0624;验证集相关系数RP为0.7384,标准偏差SEP为0.0581。 展开更多
关键词 羊肉 高光谱成像技术 预处理 PLSR 含水率 无损检测
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小样本矿物高光谱数据增强与丰度反演
17
作者 朱玲 李明 秦凯 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1684-1690,共7页
为了解决基于深度学习的开展矿物高光谱丰度反演研究中标签数据不足的问题,提出一种基于添加填充系数的Hapke混合模型的小样本矿物高光谱数据增强方法,用于生成大量带标签的数据集。在实验室内选择5种常见矿物按照质量比例对矿物粉末进... 为了解决基于深度学习的开展矿物高光谱丰度反演研究中标签数据不足的问题,提出一种基于添加填充系数的Hapke混合模型的小样本矿物高光谱数据增强方法,用于生成大量带标签的数据集。在实验室内选择5种常见矿物按照质量比例对矿物粉末进行多元混合,并对混合矿物开展光谱量测。基于线性混合模型、Hapke混合模型、填充系数分别为0.1,0.2和0.3的Hapke混合模型共5种模型,按照对应的质量比例生成模拟的混合矿物光谱,与实验室实测光谱进行比较。最后,基于Monte Carlo法随机生成多元“和为一”的丰度矩阵,利用5种混合模型开展数据增强,分别生成40000条模拟光谱作为堆栈自编码网络的训练集,反演矿物高光谱数据的丰度信息。研究结果表明:Hapke模型以及添加填充系数后的光谱模拟精度均优于线性混合模型的模拟精度,当Hapke模型的填充系数为0.1和0.2时,光谱角距离误差均值分别为0.0535和0.0537,模拟的矿物光谱更接近实测光谱,且优于未添加填充系数时的光谱角距离误差0.0748。利用填充系数为0.1和0.2的Hapke模型生成的模拟数据作为深度学习训练集,矿物高光谱丰度反演的均方根误差(RMSE)为0.1248,优于其他4种模型的反演结果。基于添加填充系数后的Hapke混合模型生成的模拟数据更接近真实光谱,可为深度学习的小样本矿物丰度反演研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 高光谱技术 深度学习 模拟光谱 混合模型 Hapke模型 数据增强 丰度反演
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基于高光谱技术的水果新鲜度检测可行性研究 被引量：1
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作者 陈玲 程国东 +2 位作者 徐建航 胡志明 贾有东 《电子测试》 2021年第24期41-43,共3页
随着生活水平的提高,人们对水果的新鲜度要求也越来越高,因而对水果新鲜度评价提出了更高要求,且水果新鲜度直接影响市场价格。高光谱成像技术通过采集连续光谱图像数据为每个像素提供一条完整而连续的光谱曲线,能对水果新鲜度进行快速... 随着生活水平的提高,人们对水果的新鲜度要求也越来越高,因而对水果新鲜度评价提出了更高要求,且水果新鲜度直接影响市场价格。高光谱成像技术通过采集连续光谱图像数据为每个像素提供一条完整而连续的光谱曲线,能对水果新鲜度进行快速无损检测,本文主要对高光谱成像技术对水果新鲜度检测的应用进行总结,同时分析该技术目前存在的问题,并对未来的应用前景做出展望,以期能对水果无损检测应用研究提供参考。 展开更多
关键词 高光谱 成像技术 无损检测
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一种新型基于利用全色锐化技术的插值高光谱图像亚像元定位 被引量：1
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作者 王鹏 姚红雨 张弓 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期56-63,共8页
利用全色锐化技术提出了一种新型基于插值的高光谱图像亚像元定位方法。在该方法中,在现有的基于插值的亚像元定位方法处理路径中加入一条新的处理路径。首先,在新的处理路径中利用全色锐化技术对原始粗高光谱图像的空间分辨率进行改进... 利用全色锐化技术提出了一种新型基于插值的高光谱图像亚像元定位方法。在该方法中,在现有的基于插值的亚像元定位方法处理路径中加入一条新的处理路径。首先,在新的处理路径中利用全色锐化技术对原始粗高光谱图像的空间分辨率进行改进,通过对改进后的图像进行光谱解混得到新型精细丰度图像。其次,将新路径下产生的新型精细丰度图像与现有路径下的精细丰度图像进行融合,得到具有更多空间-光谱信息的更精细丰度图像。最后,根据更细分数图像的预测值,类别分配方法给每个亚像元分配类标签,得到最终的定位结果。实验结果表明,该方法比现有的基于插值的亚像元定位方法产生具有更高的定位精度。 展开更多
关键词 高光谱图像 亚像元定位 全色锐化 空间-光谱信息
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出缸期皮蛋凝胶质构特性与品质的高光谱无损检测 被引量：1
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作者 陈远哲 王巧华 +2 位作者 田文强 徐步云 胡建超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1985-1992,共8页
质构作为一种重要的品质参数,能够显著地影响出缸期皮蛋的凝胶品质,目前没有有效的快速无损检测方法。应用高光谱成像实现对出缸期皮蛋质构特性的无损预测及不同品质皮蛋的检测分级。以不同品质鸭皮蛋为研究对象,采集优质蛋、合格蛋与... 质构作为一种重要的品质参数,能够显著地影响出缸期皮蛋的凝胶品质,目前没有有效的快速无损检测方法。应用高光谱成像实现对出缸期皮蛋质构特性的无损预测及不同品质皮蛋的检测分级。以不同品质鸭皮蛋为研究对象,采集优质蛋、合格蛋与不合格蛋样本的高光谱数据,对比测定其凝胶质构硬度和弹性参数,对原始光谱进行单一和组合变换(多元散射校正MSC、包络线去除CR、一阶求导FD、包络线去除一阶求导组合CR-FD),分析一维光谱数据与质构硬度和弹性的相关性,发现经CR-FD变换后的光谱反射率与凝胶质构硬度、弹性的相关性最大,分别在波长683和715 nm达到最大值为0.882和0.865;基于最优的光谱变换和二维相关光谱法,以凝胶质构硬度和弹性作为扰动因子,探寻皮蛋硬度和弹性的最优研究区域,结果显示:以硬度为扰动因子时,波长476,539,647,672,728和851 nm处存在自相关峰;在波长483,572,657,739和826 nm处的光谱信号对弹性值较敏感,故最终选择476~851和483~826 nm两个敏感波段分别作为凝胶硬度和弹性的研究区域;对比连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)、无信息消除法(UVE)5种不同变量选择方式,发现使用粒子群优化算法结合PLSR模型的检测精度最高:预测硬度的R^(2)_(p)和均方根误差RMSEP为0.826和0.874,RPD为2,预测弹性的R^(2)_(p)和均方根误差RMSEP为0.886和0.402,RPD为1.9。使用3种不同分类器对不同品质皮蛋进行预测,发现对优质蛋、合格蛋与不合格蛋分类的准确率分别达到了97%,92%和100%,基于预测结果的混淆矩阵和ROC曲线对模型进行评估,PLS-DA模型的精度和泛化能力优于BP和RF模型。综上表明,使用高光谱技术可以实现皮蛋质构特性的预测及对不同品质皮蛋的无损分级。 展开更多
关键词 皮蛋 质构特性 二维相关 高光谱技术
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