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香蕉贮藏气体3D荧光表征特征选择及早期腐败预警初探 被引量：5
1
作者 李孟丽 殷勇 +2 位作者 袁云霞 李欣 刘雪茹 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期558-564,共7页
为利用3D荧光技术实现基于贮藏室气体荧光信息的香蕉腐败早期预警,选取两批不同贮藏日期的香蕉贮藏室气体进行三维荧光数据采集。首先对荧光数据进行了预处理:为消除三维荧光仪整体漂移现象,对得到的三维荧光数据进行去除漂移处理;利用m... 为利用3D荧光技术实现基于贮藏室气体荧光信息的香蕉腐败早期预警,选取两批不同贮藏日期的香蕉贮藏室气体进行三维荧光数据采集。首先对荧光数据进行了预处理:为消除三维荧光仪整体漂移现象,对得到的三维荧光数据进行去除漂移处理;利用matlab中eemscat工具包对瑞利与拉曼散射进行去除处理,有效消除了瑞利散射和拉曼散射的不利影响;运用Savitzky-Golar(SG)进行数据平滑处理,减少了噪声对荧光信号的干扰。同时,对三维荧光数据进行初步筛选,去除了荧光强度接近于0的发射波长,以及利用三阶高斯混合分布对不同激发波长下的发射光谱进行拟合去除了离散性较大的激发波长。然后针对荧光数据的特征表征,提出了一种基于WilksΛ统计量融合间隔偏最小二乘法(iPLS)的荧光数据特征选择策略。具体是:用WilksΛ统计量进行特征激发波长的选取,初步选出了5个特征激发波长;根据初选的特征激发波长用iPLS结合pH值及相对电导率进行了特征发射波段的选取,结果每个特征激发波长下均选出包含14个波长的特征发射波段。为进一步减少分析变量个数,根据选出的特征发射波长,运用WilksΛ统计量再次进行特征激发波长反选,最终得到了3个特征激发波长。考虑到各特征激发波长下对应14个特征发射波长,故可选出42个特征发射波长。最后基于香蕉在贮藏中其品质变化具有时变特点,根据42个特征发射波长使用系统聚类分析法(SCA)进行香蕉腐败基准界定,得到两批香蕉均在贮藏的第5天出现品质突变。因此选用第5天贮藏室气体荧光信息来表征香蕉的腐败情况。另外,利用主成分分析(PCA)初步探索了用第1主成分实现香蕉早期腐败的预警。结果表明:文中提出的三维荧光数据特征波长的选择策略是能够有效降低光谱数据的复杂度,同时给出的早期腐败预警方法是可行的。 展开更多
关键词 香蕉 腐败预警 三维荧光 WilksΛ统计量 间隔偏最小二乘 系统聚类分析
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苹果贮藏室气体3D荧光特征信息小波包表征与腐败预警 被引量：3
2
作者 于慧春 李迎 +2 位作者 殷勇 袁云霞 李建盟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期392-399,共8页
为了实现对苹果贮藏室中气体3D荧光光谱特征信息的有效表征,提出一种基于小波包分解系数的荧光特征信息表征方法,在此基础上开展了腐败预警方法研究。首先利用三角形插值法和Savitzky-Golar卷积平滑对光谱数据进行预处理,以消除瑞利散... 为了实现对苹果贮藏室中气体3D荧光光谱特征信息的有效表征,提出一种基于小波包分解系数的荧光特征信息表征方法,在此基础上开展了腐败预警方法研究。首先利用三角形插值法和Savitzky-Golar卷积平滑对光谱数据进行预处理,以消除瑞利散射和环境噪声的影响。然后,将预处理后的3D荧光数据按激发波长从短到长顺序将其对应的发射光谱首尾相连转换成一维数据向量,并利用3层sym4小波包对该向量数据进行分解,提取低频系数集作为荧光特征信息;运用偏最小二乘对特征信息与6个理化指标进行进行分析,并对其分析结果进行聚类分析以确定出腐败基准。最后,运用马氏距离构建腐败预警模型。结果表明,用小波包分解系数表征荧光特征信息是有效的;同时,随着贮藏时间增加,预测的马氏距离逐渐变小,较好刻画了贮藏过程中苹果品质的变化趋势,进而可实现苹果贮藏过程中的腐败预警。 展开更多
关键词 苹果 腐败预警 3D荧光特征信息 小波包分解
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均值+方差二维表征高光谱信息的苹果腐败预警方法 被引量：1
3
作者 王志豪 殷勇 +2 位作者 于慧春 袁云霞 薛书凝 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2290-2296,共7页
为实现苹果在贮藏过程中有效的腐败预警,提出一种基于高光谱图像灰度值均值融合方差的二维高光谱信息表征方法,并构建了苹果样本的巴氏距离(BD)预警模型。首先,为获得有效的光谱信息,对高光谱图像的感兴趣区域(ROI)进行了选择;同时,为... 为实现苹果在贮藏过程中有效的腐败预警,提出一种基于高光谱图像灰度值均值融合方差的二维高光谱信息表征方法,并构建了苹果样本的巴氏距离(BD)预警模型。首先,为获得有效的光谱信息,对高光谱图像的感兴趣区域(ROI)进行了选择;同时,为减少噪声影响,通过对比分析6种光谱信息的预处理方法,最终采用Savitzky-Golary(SG)平滑方法,分别对均值和方差表征的两种光谱信息进行全波段(371.05~1023.82 nm)光谱曲线降噪处理。其次,为获得特征波长,从降噪后的光谱曲线中运用连续投影算法(SPA)结合样本色调角和失水率2个理化指标,提取了高光谱图像共同的特征波长,分别得到了两种表征方式下的7个(均值表征)和8个(方差表征)特征波长。然后,通过分析样本色调角随贮藏天数变化的折线图,确定了图中发生明显转折的数据点所对应的贮藏日期,并结合样本贮藏期间实际观察的情况,初步界定第21贮藏日为样本腐败的基准日。另外,依据苹果样本表皮叶绿素特征吸收波长(675 nm左右),绘制出平均光谱反射值变化趋势图,发现趋势图在第21日升至最高点,吻合色调角的分析结果,这表明样本确实从第21日开始腐败。因此,第21贮藏日对应的特征波长可用来建立腐败基准日的光谱信息表征向量。最后,分别建立基于均值表征、方差表征及二者相融合表征下的光谱信息巴氏距离腐败预警模型。结果表明:基于均值融合方差的光谱表征信息所建立的预警模型相较于它们各自建立的预警模型,波动性进一步减弱,可更好地反映苹果样本在贮藏过程中接近腐败的程度。因此,融合灰度值均值和方差的光谱表征信息更能全面的表征苹果贮藏过程中的品质变化,模型预警的稳健性及泛化能力更强,为利用高光谱图像信息对苹果贮藏进行腐败预警提供了新思路。 展开更多
关键词 苹果 腐败预警 高光谱 特征波长 预警模型 二维表征
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