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基于高光谱的GA和SPA算法对赣南脐橙叶绿素定量分析 被引量:19
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作者 刘燕德 张光伟 蔡丽君 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3377-3380,共4页
用遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA)分别提取了赣南脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对叶绿素的含量用偏最小二乘法(PLS)进行建模定量分析。高光谱图像标定后,提取感兴趣区域(ROI)的平均光谱,用GA和SPA算法分别选出了27和8条特征波长,然后... 用遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA)分别提取了赣南脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对叶绿素的含量用偏最小二乘法(PLS)进行建模定量分析。高光谱图像标定后,提取感兴趣区域(ROI)的平均光谱,用GA和SPA算法分别选出了27和8条特征波长,然后用PLS对叶绿素含量建模。GA-PLS与SPA-PLS模型得到的预测集相关系数分别为0.80和0.83,均方根误差分别为2.45和2.30。结果表明:SPA-PLS模型具有较高的优势,可以结合高光谱技术对赣南脐橙叶绿素含量快速、无损的定量分析。 展开更多
关键词 叶绿素含量 高光谱成像 赣南脐橙 遗传算法 连续投影算法
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苹果可溶性固形物近红外光谱检测的偏最小二乘回归变量筛选研究 被引量:19
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作者 欧阳爱国 谢小强 +1 位作者 周延睿 刘燕德 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2680-2684,共5页
为了提高苹果可溶性固形物含量近红外光谱校正模型的预测能力和稳健性,分别采用反向区间偏最小二乘法、遗传算法和连续投影算法,筛选苹果可溶性固形物的近红外光谱变量,并建立了偏最小二乘回归模型。利用遗传算法筛选的141个变量建立的... 为了提高苹果可溶性固形物含量近红外光谱校正模型的预测能力和稳健性,分别采用反向区间偏最小二乘法、遗传算法和连续投影算法,筛选苹果可溶性固形物的近红外光谱变量,并建立了偏最小二乘回归模型。利用遗传算法筛选的141个变量建立的校正模型,预测效果最好,与全谱建立的校正模型比较,预测相关系数,从0.93提高到0.96,预测均方根误差,从0.30°Brix降低到0.23°Brix。实验结果表明遗传算法结合偏最小二乘回归方法,有效地提高了苹果可溶性固形物近红外光谱检测模型的预测精度。 展开更多
关键词 近红外光谱 遗传算法 反向区间偏最小二乘法 连续投影算法 可溶性固形物
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基于LED组合光源的水晶梨可溶性固形物和大小在线检测 被引量:13
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作者 刘燕德 彭彦颖 +2 位作者 高荣杰 孙旭东 郝勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期338-343,共6页
该文探讨了近红外光谱技术结合发光二极管(LED)组合光源探头在线检测水晶梨的可溶性固形物和大小的可行性。试验中采用850、880和940nm3盏LED组成组合光源探头,每个水晶梨在均匀成单列的输送线上以每秒5个梨的速度运动,采用漫反射方式... 该文探讨了近红外光谱技术结合发光二极管(LED)组合光源探头在线检测水晶梨的可溶性固形物和大小的可行性。试验中采用850、880和940nm3盏LED组成组合光源探头,每个水晶梨在均匀成单列的输送线上以每秒5个梨的速度运动,采用漫反射方式采集水晶梨的漫反射光谱。应用偏最小二乘(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法建立了可溶性固形物和大小2个理化参数的校正模型,同时对不同光谱预处理方法(平滑、一阶微分、二阶微分)建立的模型的预测性能进行了对比分析,并通过外部验证来检验模型预测的准确性。利用平滑处理光谱建立偏最小二乘(PLS)模型的预测效果最优,可溶性固形物和大小的相关系数分别为0.86和0.90,预测均方根误差分别为0.58%和1.93mm。试验研究表明:应用近红外光谱技术结合LED组合光源探头在线检测水晶梨可溶性固形物和大小具有可行性。 展开更多
关键词 近红外光谱 大小分布 农产品 在线检测 可溶性固形物
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基于拉曼光谱技术的氧乐果含量定量分析 被引量:12
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作者 刘燕德 叶冰 《中国农机化学报》 北大核心 2014年第1期88-91,102,共5页
利用共焦显微拉曼光谱仪研究了农药氧乐果含量的定量分析方法。以铜和铝作为基底,采集氧乐果溶液的拉曼光谱,并采集喷洒氧乐果溶液的脐橙表皮的拉曼光谱。在对比不同的预处理方法基础上,结合偏最小二乘法(Partial least squares,PLS)建... 利用共焦显微拉曼光谱仪研究了农药氧乐果含量的定量分析方法。以铜和铝作为基底,采集氧乐果溶液的拉曼光谱,并采集喷洒氧乐果溶液的脐橙表皮的拉曼光谱。在对比不同的预处理方法基础上,结合偏最小二乘法(Partial least squares,PLS)建立氧乐果溶液的定量模型,并用独立预测样本集对建立的模型进行适应性评价。铜和铝基底氧乐果溶液建模结果的预测相关系数R P分别为0.991,0.992,预测均方根误差RMSEP为0.766%,0.738%。脐橙表皮氧乐果溶液建模结果的预测相关系数R P为0.973,预测均方根误差RMSEP为2.01%。研究表明共焦显微拉曼光谱仪可用于浓度范围在10-3标准氧乐果溶液的定量分析,为水果表面的农药检测提供了一种快速、环保的检测方法。 展开更多
关键词 氧乐果 定量分析 共焦显微拉曼光谱仪 偏最小二乘法 脐橙
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高光谱技术的赣南脐橙叶片含氮量分析 被引量:5
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作者 刘燕德 邓清 张光伟 《中国农机化学报》 2016年第9期99-103,共5页
快速、精确、无损地检测脐橙叶片氮(N)素含量,对脐橙果树N肥施用、果树增产有重大现实意义。用正自适应加权算法(CARS)、遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)提取脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对全氮含量用偏最小二乘法(PLS)、多元线性回... 快速、精确、无损地检测脐橙叶片氮(N)素含量,对脐橙果树N肥施用、果树增产有重大现实意义。用正自适应加权算法(CARS)、遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)提取脐橙叶片高光谱图像的有效信息,对全氮含量用偏最小二乘法(PLS)、多元线性回归法(MLR)、主成份回归法(PCA)进行建模定量分析。高光谱图像标定后,提取感兴趣区域(ROI)的平均光谱,选出敏感波段进行建模。结果表明:GA—MLR模型具有较高的优势,预测模型相关系数R=0.82,均方差RMSEP=0.32。应用高光谱技术结合此模型可以对对赣南脐橙叶片全氮含量快速、无损的定量分析。 展开更多
关键词 高光谱 脐橙叶片氮含量 GA SPA CARS
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不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型建立及优化 被引量:5
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作者 欧阳爱国 吴明明 +1 位作者 王海阳 刘燕德 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1497-1501,共5页
应用近红外漫透射光谱检测技术对不知火杂柑的可溶性固形物(SSC)进行在线检测具有十分重要的意义。研究变量筛选方法对不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型的影响,为实现其快速、准确的在线检测分级奠定基础。实验把形状不整、内藏瓤瓣... 应用近红外漫透射光谱检测技术对不知火杂柑的可溶性固形物(SSC)进行在线检测具有十分重要的意义。研究变量筛选方法对不知火杂柑可溶性固形物在线检测模型的影响,为实现其快速、准确的在线检测分级奠定基础。实验把形状不整、内藏瓤瓣的不知火杂柑作为研究对象,选取560~930nm的光谱,采用偏最小二乘法(PLS)建立不知火杂柑可溶性固形物的在线检测模型,并讨论不同的光谱预处理方法(卷积平滑(S-G)、一阶微分(1st derivatives)等),不同的变量筛选方法(移动窗口偏最小二乘法MWPLS、遗传算法GA、连续投影SPA)对PLS所建预测模型性能的影响。经对比,多元散射校正(MSC)能有效地消除光散射的影响,遗传算法能大大地降低了建模的波长点数,缩短了建模时间,改善模型预测精度。其最优PLS模型的RP=0.956,RMSEP=0.380,RC=0.967,RMSEC=0.340。实验表明在线检测不知火杂柑的可溶性固形物是完全可行的。 展开更多
关键词 不知火杂柑 近红外漫透射光谱 在线检测 可溶性固形物 变量筛选
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高光谱成像技术在水果无损检测中的应用 被引量:5
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作者 刘燕德 邓清 《农机化研究》 北大核心 2015年第7期227-231,235,共6页
高光谱成像技术结合了光谱学和成像技术的主要优势,可以同时获得一个样本的空间分布及物理和化学性能,是水果无损检测的发展趋势。为此,主要介绍了高光谱成像原理、装置、数据处理方法,以及国内外水果内外品质无损检测的应用,并对高光... 高光谱成像技术结合了光谱学和成像技术的主要优势,可以同时获得一个样本的空间分布及物理和化学性能,是水果无损检测的发展趋势。为此,主要介绍了高光谱成像原理、装置、数据处理方法,以及国内外水果内外品质无损检测的应用,并对高光谱成像技术在水果无损检测中的不足及未来趋势进行了分析。 展开更多
关键词 高光谱成像技术 水果品质 无损检测
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利用拉曼光谱-树脂吸附技术检测香根草根部重金属铜含量 被引量:3
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作者 刘燕德 张宇翔 江丽霞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第24期174-178,共5页
植物体内重金属能与树脂内功能基团发生络合作用,所形成的络合物具有拉曼光谱信息,因此可借助该类有机分子基团对植物体内重金属含量作间接检测分析。提出了一种应用拉曼光谱技术快速检测香根草根内重金属铜含量的方法,采用不同光谱预... 植物体内重金属能与树脂内功能基团发生络合作用,所形成的络合物具有拉曼光谱信息,因此可借助该类有机分子基团对植物体内重金属含量作间接检测分析。提出了一种应用拉曼光谱技术快速检测香根草根内重金属铜含量的方法,采用不同光谱预处理方法,结合偏最小二乘法建立了最优香根草根内重金属铜含量定量分析模型。试验结果为,经过一阶微分处理的光谱建模效果较理想,其建立的预测相关系数为0.78,预测均方根误差为23.46%。研究结果表明,基于拉曼光谱技术,并结合D113树脂吸附技术应用于快速定量检测香根草根内重金属铜含量的具有可行性。 展开更多
关键词 重金属 树脂 拉曼光谱技术 香根草 定量测量 D113
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Mn^(2+)-Dipy-SCN^-共沉淀分离—拉曼光谱法测定水中镉的研究
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作者 刘燕德 张宇翔 江丽霞 《中国农机化学报》 2016年第7期187-190,共4页
人体饮用水的同时会摄入水中的重金属。使用拉曼光谱技术,并采用Mn2+-Dipy(2-2’联吡啶)-SCN-共沉淀分离的方法,能检测水中重金属镉。根据对比不同光谱数据预处理方法,并结合偏最小二乘法建立定量模型。实验结果为,光谱信息经过二阶微... 人体饮用水的同时会摄入水中的重金属。使用拉曼光谱技术,并采用Mn2+-Dipy(2-2’联吡啶)-SCN-共沉淀分离的方法,能检测水中重金属镉。根据对比不同光谱数据预处理方法,并结合偏最小二乘法建立定量模型。实验结果为,光谱信息经过二阶微分处理后的建模效果较理想,其外部验证相关系数为0.915 6,预测均方根误差为0.011 9。采用HM—5000P重金属分析仪测定共沉淀前后重金属镉离子的含量,发现Mn2+-Dipy-SCN-络合体系对水中镉离子的回收率超过90%,最高可达99.781%。实验表明,Mn2+-Dipy-SCN-三元络合物共沉淀体系对重金属镉有很好的分离效果,Mn2+-Dipy-SCN-共沉淀分离拉曼光谱法用于重金属镉的检测具有可行性。 展开更多
关键词 Mn^2+-Dipy-SCN^- 拉曼光谱 共沉淀 DIPY 偏最小二乘法
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基于高光谱成像技术的脐橙叶片的叶绿素含量及其分布测量 被引量:11
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作者 刘燕德 邓清 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期957-961,共5页
为实现脐橙叶片叶绿素含量无损检测及其分布可视化表征,采用高光谱成像技术,结合自适应重加权算法(CARS)和连续投影算法(SPA),筛选特征光谱变量,进行脐橙叶片叶绿素含量及可视化分布研究。选取叶绿素测量位置的7×7矩形感兴趣区域,... 为实现脐橙叶片叶绿素含量无损检测及其分布可视化表征,采用高光谱成像技术,结合自适应重加权算法(CARS)和连续投影算法(SPA),筛选特征光谱变量,进行脐橙叶片叶绿素含量及可视化分布研究。选取叶绿素测量位置的7×7矩形感兴趣区域,提取并计算脐橙叶片平均光谱。基于Kennard-ston方法,将148个脐橙叶片样品划分成建模集和预测集(111∶37)。采用CARS和SPA算法分别筛选出了32个和6个叶绿素特征光谱变量,用于建立偏最小二乘(PLS)回归模型。采用37个未参与建模的脐橙叶片样品评价模型的预测能力,经比较,CARS-PLS和SPA-PLS模型均优于变量筛选前的PLS模型,且CARS-PLS和SPA-PLS模型的预测能力几乎相同,其预测集相关系数分别为0.90和0.91,均方根误差分别为1.53和1.60。SPA-PLS模型计算脐橙叶片每个像素点的叶绿素含量,经伪彩色变换,绘制了脐橙叶片叶绿素含量可视化分布图。实验结果表明:变量筛选方法结合高光谱成像技术,能够实现脐橙叶片叶绿素含量无损检测及叶绿素分布可视化表达,并简化了数学模型。 展开更多
关键词 叶绿素 高光谱成像 脐橙叶片 自适应重加权算法 连续投影算法
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南丰蜜桔可溶性固形物近红外检测的多元线性回归变量筛选 被引量:6
11
作者 孙旭东 郝勇 +1 位作者 蔡丽君 刘燕德 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期727-734,共8页
文章采用反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法,筛选南丰蜜桔近红外检测的多元线性回归变量。对南丰蜜桔近红外光谱进行多元散射校正后,利用反向间隔偏最小二乘法,从500~1750 nm中初选出7个光谱区间,用于多元线性回归变量筛选。利用... 文章采用反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法,筛选南丰蜜桔近红外检测的多元线性回归变量。对南丰蜜桔近红外光谱进行多元散射校正后,利用反向间隔偏最小二乘法,从500~1750 nm中初选出7个光谱区间,用于多元线性回归变量筛选。利用通过遗传算法和连续投影算法筛选出的变量建立了多元线性回归模型。经比较发现,利用反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法筛选出的变量建立的多元线性回归模型,预测结果最优,模型预测相关系数为0.937,模型预测均方根误差为0.613 oBrix。结果表明,反向区间偏最小二乘法结合连续投影算法,可以有效地筛选近红外光谱的多元线性回归变量,提高南丰蜜桔可溶性固形物模型的预测精度。 展开更多
关键词 光谱学 近红外 连续投影算法 反向区间偏最小二乘法 变量筛选 多元线性回归
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苹果可溶性固形物近红外光谱在线检测影响因素研究 被引量:5
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作者 孙旭东 郝勇 刘燕德 《中国农机化学报》 北大核心 2013年第1期86-90,共5页
光谱仪的性能和样品运动速度是影响近红外光谱在线检测精度的重要因素。三款配置了不同光栅的短波光谱仪被用于在线检测苹果的可溶性固形物含量。分别考察不同光谱仪和五种苹果运动速度对苹果可溶性固形物在线检测精度的影响。经比较,在... 光谱仪的性能和样品运动速度是影响近红外光谱在线检测精度的重要因素。三款配置了不同光栅的短波光谱仪被用于在线检测苹果的可溶性固形物含量。分别考察不同光谱仪和五种苹果运动速度对苹果可溶性固形物在线检测精度的影响。经比较,在0.190m/s速度下,使用QE65000光谱仪建立的偏最小二乘模型预测结果最优。最优预测模型的相关系数为0.814,预测均方根误差为0.776°Brix。结果表明选择合适的样品运动速度和光谱仪可提高苹果可溶性固形物在线检测的精度。 展开更多
关键词 近红外光谱 在线检测 速度 可溶性固形物 苹果
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