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可见/近红外高光谱成像技术对鸡蛋种类无损判别 被引量：12
1
作者 丁佳兴 杨晓玉 +1 位作者 房盟盟 何建国 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期394-402,共9页
利用高光谱技术对鸡蛋种类判别进行研究,为鸡蛋种类无损判别提供科学方法。本研究利用400~1 000 nm高光谱系统采集3种鸡蛋样本的高光谱图像,对原始光谱进行预处理;应用CARS、GAPLS和IRF对预处理后的光谱数据提取特征波长;分别建立基于... 利用高光谱技术对鸡蛋种类判别进行研究,为鸡蛋种类无损判别提供科学方法。本研究利用400~1 000 nm高光谱系统采集3种鸡蛋样本的高光谱图像,对原始光谱进行预处理;应用CARS、GAPLS和IRF对预处理后的光谱数据提取特征波长;分别建立基于全光谱和特征波长的KNN和PLS-DA鸡蛋判别模型。结果表明:Detrend法为最优预处理方法;利用CARS、GAPLS和IRF分别选出31、52和71个特征波长;基于IRF提取的特征波长的PLS-DA模型最优,校正集正确率97.02%,预测集正确率85.71%。表明基于高光谱成像技术采集的鸡蛋反射光谱对种类无损判别是可行的。 展开更多
关键词 可见/近红外 高光谱成像技术 鸡蛋 无损判别 间隔随机蛙跳
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高光谱技术结合特征波长筛选的牛肉品种多波段识别 被引量：7
2
作者 王彩霞 何智武 +3 位作者 吴龙国 买玉花 张智峰 贺晓光 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期520-527,共8页
利用可见/近红外(400~1000nm)及近红外(900~1700nm)高光谱成像技术结合特征波长筛选方法对安格斯牛、力木赞牛、西门塔尔牛3个品种的牛肉进行鉴别研究,且测定肉样的色泽、嫩度、pH值以及水分、脂肪、蛋白质含量。根据不同波段光谱的特点... 利用可见/近红外(400~1000nm)及近红外(900~1700nm)高光谱成像技术结合特征波长筛选方法对安格斯牛、力木赞牛、西门塔尔牛3个品种的牛肉进行鉴别研究,且测定肉样的色泽、嫩度、pH值以及水分、脂肪、蛋白质含量。根据不同波段光谱的特点,分别对原始光谱进行预处理,并利用SPA、IRF和IRF-SPA方法筛选特征波长,建立基于全波段及特征波长下的PLS-DA牛肉品种鉴别模型。结果显示:400~1000nm波段采用SNV-IRF-SPA-PLS-DA方法建立的模型最优,校正集与预测集准确率分别为98.56%和97.12%,900~1700nm波段采用SG-SPA-PLS-DA方法建立的模型准确率为94.09%和96.04%,说明不同波段高光谱对牛肉品种识别均有较好的效果;400~1000nm波段的识别准确率优于900~1700nm,说明3种牛肉在色泽纹理上的差异比成分含量显著。研究表明,利用高光谱成像技术结合特征波长筛选方法能够获得较好的牛肉品种鉴别效果。 展开更多
关键词 高光谱成像技术 特征波长 牛肉品种 多波段识别 间隔随机蛙跳
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棉花内层杂质的高光谱透射成像分类检测
3
作者 魏子凯 王杰 +1 位作者 张若宇 张梦芸 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3230-3238,共9页
棉花杂质在轧棉过程中对棉纤维造成损伤,导致成品纺织品出现瑕疵。因此,杂质的检测和分类在棉花生产过程及质量检验中至关重要。地膜是我国机采棉中特有的杂质。该研究将包括地膜碎片等12种常见棉花杂质放置于两层皮棉层之间,采用推扫... 棉花杂质在轧棉过程中对棉纤维造成损伤,导致成品纺织品出现瑕疵。因此,杂质的检测和分类在棉花生产过程及质量检验中至关重要。地膜是我国机采棉中特有的杂质。该研究将包括地膜碎片等12种常见棉花杂质放置于两层皮棉层之间,采用推扫式高光谱成像系统在透射模式下对杂质与皮棉混合样本进行图像采集,在400~1000 nm范围内利用光谱信息识别嵌在皮棉层中的12种杂质。首先对高光谱图像进行平场校正,对边缘噪声进行裁剪;选择500 nm处灰度图像进行人工感兴趣区域(ROIs)提取,从ROIs提取皮棉和杂质平均透射光谱并进行标准化;使用典型判别分析(CDA)对皮棉和杂质光谱进行处理并利用前三个典型变量绘制散点图,观察散点分组情况,采用多变量方差分析(MANOVA)对前三个典型变量评估每两种杂质之间的差异。然后使用区间随机蛙跳(iRF)方法提取特征波段,采用支持向量机(SVM)分类器,分别对全波段及特征波段的透射光谱进行杂质和皮棉13个类别的分类研究,对比分析两次分类的准确率。结果表明,全波段的各类杂质和皮棉的平均分类准确率为84.4%,该方法对棉花内层杂质的检测与分类是可行的,包括与皮棉外观相近的地膜、塑料包装和纸的分类效果较好。在提取12个特征波段后,4种具有相似外观和相似化学成分的杂质(裂茎、茎皮、棉铃壳、棕叶)分类准确率较低但都超过73%;棉籽、绿叶、纸片、塑料包装、地膜、皮棉的分类准确率均超过90%;各类杂质和皮棉的平均分类准确率为86.2%;与全波段光谱的分类结果相比,特征波段光谱的平均分类准确率提高1.8%。该研究结果可为棉花内层杂质检测研究提供理论依据,并对高光谱透射成像技术的应用有较好的指导作用。 展开更多
关键词 棉花杂质分类 高光谱成像 透射 随机蛙跳 特征波长提取
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基于高光谱技术和改进型区间随机蛙跳算法的番茄硬度检测 被引量：17
4
作者 龙燕 连雅茹 +2 位作者 马敏娟 宋怀波 何东健 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期270-276,共7页
为了准确、快速的检测番茄硬度,该文提出了一种基于改进型区间随机蛙跳算法优选高光谱特征波长的番茄硬度检测模型。在获取番茄高光谱图像后,首先对光谱数据进行多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)和归一化预处理。... 为了准确、快速的检测番茄硬度,该文提出了一种基于改进型区间随机蛙跳算法优选高光谱特征波长的番茄硬度检测模型。在获取番茄高光谱图像后,首先对光谱数据进行多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)和归一化预处理。针对区间随机蛙跳算法(interval random frog,i RF)所需迭代次数大、算法收敛慢等缺点,该文提出了改进型区间随机蛙跳算法(modified interval random frog, miRF),并将其应用于特征波长选择。最后建立偏最小二乘回归模型(partial least squares regression, PLSR)预测番茄的硬度。iRF共选出特征波段100个,算法收敛时间为32.1 min,而miRF共选出特征波长47个,算法收敛仅需1.6 min。同时miRF-PLSR番茄硬度预测精度也更优,测试集相关系数达到了0.968 5,均方根误差为0.004 0 kg/mm^2。试验结果表明:结合高光谱技术和miRF算法可实现对番茄硬度的快速、无损检测。 展开更多
关键词 光谱分析 算法 模型 高光谱技术 番茄 硬度 特征波长 区间随机蛙跳
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基于近红外光谱的榛子蛋白质无损检测模型 被引量：2
5
作者 张冬妍 付聪聪 +2 位作者 李丹丹 马苗源 黄莹 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第1期401-407,共7页
为了实现对榛子蛋白质的快速无损检测,提出了一种结合近红外光谱技术和间隔随机跳蛙算法的榛子蛋白质检测模型。提取榛子的近红外光谱数据后,对榛子光谱数据进行一阶导和标准正态变量变换预处理。针对随机跳蛙算法的初始子集以及最终波... 为了实现对榛子蛋白质的快速无损检测,提出了一种结合近红外光谱技术和间隔随机跳蛙算法的榛子蛋白质检测模型。提取榛子的近红外光谱数据后,对榛子光谱数据进行一阶导和标准正态变量变换预处理。针对随机跳蛙算法的初始子集以及最终波段数量阈值不确定的问题,采用间隔随机跳蛙算法进行特征波段提取,并对比了该算法与竞争性自适应重加权采样算法、连续投影算法和原始随机跳蛙算法的提取结果。基于提取的特征波段建立偏最小二乘回归模型。实验结果表明,相比其他算法,间隔随机跳蛙算法的性能最好且建立的模型稳定性更高。间隔随机跳蛙算法对交叉验证集的回归系数和均方根误差分别为0.9082和0.0178,对测试集的回归系数和均方根误差分别为0.8999和0.0372。 展开更多
关键词 光谱学 近红外 无损检测 间隔随机跳蛙算法 偏最小二乘法
原文传递
应用间隔随机蛙结合连续投影算法检测橡胶树叶片氮含量 被引量：2
6
作者 陈伟 李创 唐荣年 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第5期51-56,M0005,共7页
研究了基于可见/近红外光谱技术的橡胶树叶片氮含量无损检测方法。总共采集了176个橡胶树叶片样本,以350~2 500 nm的可见/近红外数据作为试验数据。首先,采用一种新颖的间隔随机蛙(iRF)算法选择交互验证均方根误差(RMSECV)最小的波长间... 研究了基于可见/近红外光谱技术的橡胶树叶片氮含量无损检测方法。总共采集了176个橡胶树叶片样本,以350~2 500 nm的可见/近红外数据作为试验数据。首先,采用一种新颖的间隔随机蛙(iRF)算法选择交互验证均方根误差(RMSECV)最小的波长间隔组合;然后,采用连续投影算法(SPA)进一步选择特征波长;最后,将选出的特征波长作为输入变量,建立偏最小二乘法(PLS)模型。研究结果表明:通过两步策略进行波长选择,iRF算法粗选,从全光谱2 151个变量中筛选出714个,再采用SPA算法细选,从714个变量中进一步筛选出20个最优变量,降低了信息冗余,变量数减少了99.07%。建立的简化模型结果校正均方根误差(RMSEC)、校正相关系数(Rc)、预测均方根误差(RMSEP)、预测相关系数(Rp)分别为0.091 3%、0.956 5、0.123 8%和0.901 8,比PLS、间隔偏最小二乘法(iPLS)、iRF算法和SPA有更低的均方根误差和更高的相关系数。因此,iRF-SPA可以作为一种策略的波长选择方法用于检测橡胶树叶片氮含量。 展开更多
关键词 橡胶树叶片 氮含量 波长选择 间隔随机蛙算法 连续投影算法
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基于AIRF-CARS波段选择算法的橡胶树叶片氮含量定量研究 被引量：2
7
作者 姜鸿 唐荣年 叶林蔚 《海南大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第2期166-170,共5页
以橡胶树叶片的近红外光谱信息为分析对象,运用由粗放到细致的多分辨率特征提取思想,提出了一种融合自适应间隔随机蛙与竞争自适应重加权采样(AIRF-CARS)的算法提取橡胶树叶片的光谱特征信息,从而实现了橡胶树叶片氮含量的定量分析.实... 以橡胶树叶片的近红外光谱信息为分析对象,运用由粗放到细致的多分辨率特征提取思想,提出了一种融合自适应间隔随机蛙与竞争自适应重加权采样(AIRF-CARS)的算法提取橡胶树叶片的光谱特征信息,从而实现了橡胶树叶片氮含量的定量分析.实验结果表明,AIRF-CARS算法有效的压缩了光谱特征的数量,通过算法选择的特征波长为22个,使得定量分析模型的预测均方根误差(RMSEP)和决定系数(R2)分别为0.1364%和0.9596.因此,本文算法可以有效地提取信息量较大的波长特征,应用于近红外光谱检测的定量分析中,并为便携式田间多波段光谱仪的研发提供理论支撑. 展开更多
关键词 氮含量 橡胶树叶 自适应间隔随机青蛙 竞争性自适应重加权采样 波长选择
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