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水泥生料成分的近红外光谱分析方法研究
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作者 王译那 郭迎庆 +3 位作者 王一帆 肖航 赵志 张雷 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期599-606,共8页
水泥是一种重要的基础建筑材料,对社会生产有着重大的影响,实现水泥生料成分的快速检测对建筑行业的发展具有重大意义。本文基于近红外光谱分析方法研究了水泥生料中的Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)成分的含量检测,首先通过联合X-Y距离划分... 水泥是一种重要的基础建筑材料,对社会生产有着重大的影响,实现水泥生料成分的快速检测对建筑行业的发展具有重大意义。本文基于近红外光谱分析方法研究了水泥生料中的Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)成分的含量检测,首先通过联合X-Y距离划分法对样品集进行划分,然后对训练集采用不同光谱预处理方法进行处理,最后采用偏最小二乘回归和支持向量回归分别对近红外光谱数据建立预测模型,并对预测结果进行分析比较。研究结果表明,采用S-G平滑预处理和偏最小二乘回归建模的近红外光谱分析方法检测效果较佳,Al_(2)O_(3)检测模型的决定系数R2为0895,预测均方根误差(RMSEP)为0072;Fe_(2)O_(3)检测模型的决定系数R2为0732,RMSEP为0023。研究结果为水泥生料成分的检测提供了有效的分析方法,促进了水泥行业的进一步发展。 展开更多
关键词 近红外光谱 水泥生料 成分检测 光谱预处理 预测模型
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基于中红外光谱特征增强和集成学习的土壤有机碳含量估算模型研究
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作者 唐澳华 杨贵军 +5 位作者 杨悦 陈伟男 徐新刚 徐波 高美玲 张静 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期382-390,共9页
中红外光谱数据在实现土壤有机碳含量的准确、低成本快速预测方面具有巨大潜力。为提高光谱数据估算模型的普适性,本研究利用光谱特征增强策略,并基于Stacking算法结合多种机器学习方法构建了一种高鲁棒性的土壤有机碳含量估算模型。采... 中红外光谱数据在实现土壤有机碳含量的准确、低成本快速预测方面具有巨大潜力。为提高光谱数据估算模型的普适性,本研究利用光谱特征增强策略,并基于Stacking算法结合多种机器学习方法构建了一种高鲁棒性的土壤有机碳含量估算模型。采用多种光谱特征增强方法及其组合对土壤中红外光谱进行特征增强,筛选最佳策略;通过应用Stacking算法结合多种机器学习方法构建集成模型,以提高模型泛化能力;将集成模型估算性能与偏最小二乘回归模型(PLSR)、梯度提升树(GBT)和一维卷积神经网络(1D-CNN)模型进行比较分析。研究结果表明,最佳光谱特征增强策略可以显著提高土壤光谱数据与土壤有机碳含量的相关性,最佳Pearson相关系数达到-0.82;相较于PLSR、GBT和1D-CNN等模型,集成模型在各光谱数据下均表现出较高的估算精度,特别是在一阶导变换结合多元散射校正的光谱特征增强策略下,集成模型展现出优良的估算性能(决定系数R^(2)=0.92,均方根误差为1.18 g/kg,相对分析误差为3.52)。本研究方法能够快速、准确地估算土壤有机碳含量,可为现代农业管理提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤有机碳 估算模型 集成学习 光谱特征增强 中红外光谱
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黑果枸杞果实中主要成分的傅里叶变换近红外光谱预测模型构建
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作者 周志磊 衡洋洋 +4 位作者 陈超 宋亚玲 库进良 姬中伟 毛健 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2024年第5期234-242,共9页
使用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)结合化学计量学方法,开发了一种黑果枸杞干果和鲜果中主要成分(总糖、还原糖、总酸、氨态氮、花青素、原花青素、总酚、黄酮和多糖)含量的预测方法。首先比较了11种原始光谱的预处理方式,筛选出每种成... 使用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)结合化学计量学方法,开发了一种黑果枸杞干果和鲜果中主要成分(总糖、还原糖、总酸、氨态氮、花青素、原花青素、总酚、黄酮和多糖)含量的预测方法。首先比较了11种原始光谱的预处理方式,筛选出每种成分的最优预处理方法。然后比较了利用偏最小二乘(PLS)、区间偏最小二乘(iPLS)和联合区间偏最小二乘(siPLS)算法建立的模型,最终确定采用siPLS建模。结果表明:总酸、氨态氮、花青素、原花青素、总酚和黄酮的交叉验证相关系数(Rc)和预测集相关系数(R_(P))均大于0.9818,相对分析误差(RPD)均大于2.5,模型效果优异,总糖、还原糖和多糖的建模效果良好,建立的定标模型均可以用于实际检测。验证集样本实测值与预测值无显著性差异,预测误差在±0.1%,模型的预测结果可信度高。本研究建立的预测模型,可以实现黑果枸杞干果和鲜果中主要成分含量的无损、快速、准确检测。 展开更多
关键词 黑果枸杞 傅里叶近红外光谱 光谱预处理 模型建立 无损检测
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近红外光谱云计算分析系统构架与实现 被引量:9
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作者 黄华 祝诗平 刘碧贞 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期294-298,327,共6页
传统的近红外光谱分析系统是单机版,建模工作难度大。为了在近红外光谱分析中实现对现有光谱模型资源共享,提出利用云计算中心的高性能服务器代替单机版的主机,然后在云服务器上开发近红外光谱软件分析系统,并详细分析了近红外光谱云分... 传统的近红外光谱分析系统是单机版,建模工作难度大。为了在近红外光谱分析中实现对现有光谱模型资源共享,提出利用云计算中心的高性能服务器代替单机版的主机,然后在云服务器上开发近红外光谱软件分析系统,并详细分析了近红外光谱云分析系统的构架与设计步骤。该系统可以实现近红外光谱数据的预处理、定量分析、定性分析以及光谱模型查找和光谱模型转移等功能。最后以潲水油近红外光谱定性鉴别为例,分析比较了单机版和基于云计算的近红外光谱分析结果。在近红外光谱云分析系统中,对预测集58个样品进行判别,总体鉴别正确率为86.21%,这一结果与在单机环境下的分析结果完全一致。实验结果表明近红外光谱云分析系统具有成本低、建模方便、接入方式灵活、可实现资源共享和远程访问等优点。 展开更多
关键词 近红外光谱 云计算 光谱建模
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可见/近红外光谱技术无损检测果实坚实度的研究 被引量:31
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作者 曾一凡 刘春生 +2 位作者 孙旭东 陈兴苗 刘燕德 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期250-252,共3页
该研究的目的是建立可见/近红外光谱与梨果实坚实度之间的数学模型,评价可见/近红外光谱技术无损测量梨果实坚实度的应用价值。在可见/近红外光谱区域(350~1800 nm),试验对比分析了不同测量部位、不同光谱预处理方法和不同校正建模算... 该研究的目的是建立可见/近红外光谱与梨果实坚实度之间的数学模型,评价可见/近红外光谱技术无损测量梨果实坚实度的应用价值。在可见/近红外光谱区域(350~1800 nm),试验对比分析了不同测量部位、不同光谱预处理方法和不同校正建模算法的梨果实坚实度校正模型。结果表明:赤道部位吸光度一阶微分光谱的偏最小二乘回归所建梨果实坚实度校正模型的预测性能较优,其校正和预测相关系数分别为0.8779和0.8087,校正和预测均方误差分别为1.0804 N和1.4455 N。研究表明:可见/近红外光谱技术无损检测梨果实坚实度是可行的。 展开更多
关键词 可见/近红外光谱技术 无损检测 测量部位 光谱预处理方法 校正建模算法 果实坚实度
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手持式可见近红外苹果品质无损检测系统设计与试验 被引量:13
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作者 郭志明 王郡艺 +3 位作者 宋烨 殷晓平 邹彩霞 邹小波 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期271-277,共7页
为实现苹果多产地多品质指标的现场快速无损检测与评价,该研究基于可见近红外光谱技术研发低成本、低功耗、小型化的苹果品质手持式无损检测终端。检测终端集成宽谱LED光源和水果特征响应窄带光电探测器,接入物联网云端数据系统,实现检... 为实现苹果多产地多品质指标的现场快速无损检测与评价,该研究基于可见近红外光谱技术研发低成本、低功耗、小型化的苹果品质手持式无损检测终端。检测终端集成宽谱LED光源和水果特征响应窄带光电探测器,接入物联网云端数据系统,实现检测数据上传和模型的远程更新维护。利用研制的检测系统可有效获取不同产区苹果500~1050 nm波长范围内的漫反射光谱,优选光谱预处理算法消除干扰并采用不同特征波长提取算法对数据进行降维,分别建立了多产地苹果可溶性固形物含量、硬度和维生素C含量的通用检测模型,模型的预测相关系数分别为0.926、0.798和0.704,预测均方根误差分别为0.585%、1.405 kg/cm^(2)和0.968 mg/100g。将通用检测模型载入云端数据系统作为云模型,检测样本时调用云模型进行计算并反馈至检测终端。通过多个产地独立样本的验证表明,该系统可满足苹果产业现场无损检测的实际需求,为手持式光谱检测仪的实用化设计提供参考。 展开更多
关键词 无损检测 近红外光谱 苹果品质 云模型 多产地 手持式检测系统
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近红外光谱分析模型传递简易方法研究 被引量:2
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作者 邢志娜 王菊香 +2 位作者 申刚 刘洁 叶勇 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期128-130,共3页
本文在不同时间安装的多台同型号近红外光谱仪上建立推进剂校正模型时,由于推进剂样品数量少且难于保存,新到仪器在建模时常遇到代表性样品数量严重不足。为此,提出将2台波长一致性好的近红外光谱仪器上采集的光谱组成一个混合校正样品... 本文在不同时间安装的多台同型号近红外光谱仪上建立推进剂校正模型时,由于推进剂样品数量少且难于保存,新到仪器在建模时常遇到代表性样品数量严重不足。为此,提出将2台波长一致性好的近红外光谱仪器上采集的光谱组成一个混合校正样品光谱集,使用偏最小二乘法(PLS)建立模型的方法。结果表明,在用户缺少专业模型传递软件情况下,该方法简单、方便可行。 展开更多
关键词 近红外光谱 模型传递 光谱共享
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食用油酸值与过氧化值近红外光谱模型转移研究 被引量:3
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作者 刘翠玲 刘浩言 +2 位作者 孙晓荣 吴静珠 杨雨菲 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期344-349,共6页
在使用近红外光谱技术进行食用油酸值与过氧化值检测时,仪器制造与检测环境的差异导致不同仪器建立的校正模型无法共享。为解决食用油酸值与过氧化值模型转移问题,使用125个食用油样本于主机建立偏最小二乘校正模型,采用光谱空间转换法... 在使用近红外光谱技术进行食用油酸值与过氧化值检测时,仪器制造与检测环境的差异导致不同仪器建立的校正模型无法共享。为解决食用油酸值与过氧化值模型转移问题,使用125个食用油样本于主机建立偏最小二乘校正模型,采用光谱空间转换法进行模型转移,并与斜率/截距算法、直接标准化算法、分段直接标准化算法、极限学习机自编码器算法进行对比。结果表明,采用光谱空间转换法进行模型转移后,验证集酸值与过氧化值的预测均方根误差分别从0.5836 mg/g和15.8010 mmol/kg降低到了0.1670 mg/g与9.9893 mmol/kg,说明光谱空间转换法可以有效应用于食用油酸值与过氧化值间的模型转移,使不同仪器之间实现模型共享,这对于近红外光谱应用于食用油品质快速检测具有实际意义。 展开更多
关键词 食用油 近红外光谱 模型转移 光谱空间转换法
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复杂背景下被动FTIS定量遥感污染云团光谱 被引量:5
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作者 张骏 荀毓龙 《遥感学报》 EI CSCD 1998年第2期89-93,共5页
本文提出复杂背景下定量遥感污染云团光谱的算法。利用被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIS)遥测目标气体和背景光谱数据及最小平方误差拟合方法,成功地解决了探测目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度。该处理方法不仅可用于特定... 本文提出复杂背景下定量遥感污染云团光谱的算法。利用被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIS)遥测目标气体和背景光谱数据及最小平方误差拟合方法,成功地解决了探测目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度。该处理方法不仅可用于特定污染云团的定量处理,而且可用于多种污染地区如发电厂、机场、城市交叉路口、垃圾处理站等对CO,CO2,NO,NO2,N2O,NH3,CH4,SO2,H2O,HCI和HCHO等气体浓度的监测。最后,详细讨论了用该算法对模拟剂的处理结果。 展开更多
关键词 污染云团 傅里叶变换 红外光谱仪 遥感 云团光谱
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近红外光谱定量分析的改进ELM算法 被引量:3
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作者 张红光 卢建刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2784-2788,共5页
极限学习机理论(extreme learning machine,ELM)作为一种新的化学计量学方法,在近红外光谱定量分析中的应用研究,已引起学术界的高度重视。然而,由于光谱数据维数较高,建立ELM模型时需要大量的隐节点,导致隐含层输出矩阵维数高且存在高... 极限学习机理论(extreme learning machine,ELM)作为一种新的化学计量学方法,在近红外光谱定量分析中的应用研究,已引起学术界的高度重视。然而,由于光谱数据维数较高,建立ELM模型时需要大量的隐节点,导致隐含层输出矩阵维数高且存在高度共线性,用现有的Moore-Penrose广义逆算法求取隐含层输出矩阵与待测性质间的回归模型往往会存在病态问题。基于ELM建立光谱波长变量与性质之间的回归模型,提出以ELM模型隐含层输出矩阵作为新的变量,采用作者最新提出的基于变量投影重要性的改进叠加PLS算法(stacked partial least squares regression algorithm based on variable importance in the projection,VIP-SPLS),建立新变量与待测性质间的回归模型。VIP-SPLS算法充分利用了每个隐节点的输出信息,能有效解决高维共线性问题,同时具有模型集成的优点,从而改进了ELM模型的性能。将提出的改进ELM算法(improved ELM,iELM)应用于标准近红外光谱数据集,结果表明iELM模型的精度相对于现有的PLS模型和ELM模型分别显著提升了29.06%和27.47%。 展开更多
关键词 近红外光谱 光谱定量分析 回归模型 极限学习机(ELM) 偏最小二乘(PLS) 变量投影重要性(VIP)
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基于SVM的近红外黑木耳多糖含量分类 被引量:6
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作者 孙丽萍 张希萌 +1 位作者 何睿 李佳琪 《电子科技》 2019年第8期16-21,共6页
黑木耳作为一种胶质食用菌,富含多种营养物质,其中多糖是其中所占比重最大、含量最高的功能性成分之一。针对黑木耳多糖的分类,区别于传统的化学方法检测操作复杂、检测速度慢的问题,文中利用红外光谱技术,对东北黑木耳样本进行多糖成... 黑木耳作为一种胶质食用菌,富含多种营养物质,其中多糖是其中所占比重最大、含量最高的功能性成分之一。针对黑木耳多糖的分类,区别于传统的化学方法检测操作复杂、检测速度慢的问题,文中利用红外光谱技术,对东北黑木耳样本进行多糖成分进行无损检测,并利用支持向量机(SVM)的算法进行建模仿真。通过选定核函数的最优惩罚系数C=100、正则化系数V=10-1,测得黑木耳多糖分类模型的识别结果的精确率为85.7%,召回率为87.3%,F1-score为0.864,达到了预期目标。试验证明,相比较于常规的黑木耳多糖检测方法来说,根据支持向量机算法建立的高精度黑木耳近红外光谱多糖分类模型是可行的。 展开更多
关键词 计算机仿真 支持向量机 近红外光谱技术 黑木耳 多糖含量 分类模型
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污染云团红外辐射传输模型与红外光谱的计算机仿真 被引量:2
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作者 江飞虹 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期688-691,共4页
针对建立的三层结构污染云团红外辐射传输模型,采用实测场地背景和各种干扰物辐射光谱作为基本的辐射数据,对不同浓度的污染云团红外辐射光谱进行仿真。结果表明:利用实测场地背景辐射光谱和该模型仿真污染云团DMMP红外光谱,光谱在810 c... 针对建立的三层结构污染云团红外辐射传输模型,采用实测场地背景和各种干扰物辐射光谱作为基本的辐射数据,对不同浓度的污染云团红外辐射光谱进行仿真。结果表明:利用实测场地背景辐射光谱和该模型仿真污染云团DMMP红外光谱,光谱在810 cm-1,920 cm-1和1 040cm-1波段上有明显的特征峰。当模型考虑干扰物和背景辐射的变化影响时,污染云团在810 cm-1,920 cm-1和1 040 cm-1波段上的光谱特征明显减弱。仿真光谱与场地实测光谱有比较好的符合,两者的RMS误差约为1.0。 展开更多
关键词 污染云团 辐射传输模型 红外光谱 计算机仿真
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云计算的蚕豆虫害可见-近红外光谱分类 被引量:6
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作者 夏吉安 杨余旺 +3 位作者 曹宏鑫 韩晨 葛道阔 张文宇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期756-760,共5页
利用蚕豆叶片可见-近红外反射光谱结合导数光谱对健康、少量、大量虫害三种等级的实验样本进行光谱特征分析,并选择虫害检测最优波段。采用Hadoop,Spark和VMWare虚拟机搭建云计算平台,使用MLlib机器学习库实现人工神经网络(ANN)和支持... 利用蚕豆叶片可见-近红外反射光谱结合导数光谱对健康、少量、大量虫害三种等级的实验样本进行光谱特征分析,并选择虫害检测最优波段。采用Hadoop,Spark和VMWare虚拟机搭建云计算平台,使用MLlib机器学习库实现人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)分类算法,并对三种等级蚕豆叶片全波段和最优波段光谱进行分类建模与预测。结果表明ANN虫害光谱分类模型准确率优于SVM虫害光谱分类模型,并且在云平台上运行效率更高,同时全光谱波段的预测准确性高于最优波段。通过扩展光谱数据集,云计算技术在光谱数据挖掘中的计算效率有显著提升。云计算分类检测可以为作物生物胁迫光谱识别提供新的技术和方法。 展开更多
关键词 蚕豆虫害 可见-近红外光谱 云计算 分类
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东北寒地水稻茎秆纤维素含量近红外光谱反演 被引量:2
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作者 徐博 许童羽 +4 位作者 于丰华 张国圣 冯帅 郭忠辉 周长献 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1775-1781,共7页
在水稻抗倒伏育种中,水稻茎秆纤维素含量作为重要的作物性状表现型数据,用传统方法获取时受人力成本和时间成本的约束,采集群体大小有限。利用高光谱技术能够实现对作物性状信息的快速、无损检测。为探究水稻茎秆纤维素含量近红外光谱... 在水稻抗倒伏育种中,水稻茎秆纤维素含量作为重要的作物性状表现型数据,用传统方法获取时受人力成本和时间成本的约束,采集群体大小有限。利用高光谱技术能够实现对作物性状信息的快速、无损检测。为探究水稻茎秆纤维素含量近红外光谱反演模型,以田间小区试验的方式,采集水稻灌浆期至成熟期茎秆基部倒2、3节作为实验样本,并在实验室内使用NIRQuest512型号高光谱仪测得茎秆近红外反射光谱数据;采用标准变量正态变换(SNV)、连续小波变换(CWT)及两种方法结合(SNV-CWT)对原始近红外光谱进行预处理,经对比分析,原始光谱经SNV处理后再通过CWT对应6尺度分解最优,然后采用联合区间偏最小二乘法(SiPLS)、迭代保留信息变量法(IRIV)对最优预处理(SNV-CWT)的光谱特征曲线进行光谱特征变量筛选,分别提取了64个和16个特征变量;为优化模型并提高其模型精度,采用IRIV算法对SiPLS所选的特征变量进行二次筛选,得到6个特征变量,特征波长为1200,1207,1325,1470,1482和1492 nm,最后基于优选出的特征变量分别建立水稻茎秆纤维素含量的支持向量机回归(εSVR)和核极限学习机(KELM)预测模型,模型参数(惩罚系数C,核函数系数γ和不敏感参数ε)分别采用灰狼算法(GWO)、差分进化灰狼算法(DEGWO)和自适应差分进化灰狼算法(SaDEGWO)进行优化选择。结果表明,采用SNV-CWT方法光谱预处理后,经SiPLS-IRIV方法筛选的特征变量构建的SaDEGWO优化的SVR模型精度最高,模型参数C,γ,ε分别为302.8382,0.0877,0.0708,测试集的决定性系数(R_(p)^(2))为0.880,均方根误差(RMSE P)为15.22 mg·g^(-1),剩余预测残差(RPD)为2.91,表明模型具有较好的预测能力,可为水稻茎秆纤维素含量预测提供参考。 展开更多
关键词 水稻茎秆 纤维素 近红外光谱 光谱预处理 光谱特征变量 反演模型
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不同分光原理近红外光谱仪光谱标准化方法在小麦粉品质检测中的应用 被引量:6
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作者 田静 陈斌 +2 位作者 陆道礼 盛龙禹 蔡贵民 《中国食品学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期286-294,共9页
为探究不同分光原理的近红外光谱仪的光谱标准化方法,降低光谱差异性,实现模型共享,以小麦粉的粗蛋白为检测指标,以3台不同原理的近红外光谱仪采集的小麦粉样品近红外光谱为研究对象,分别采用直接标准化(DS)、分段直接标准化(PDS)和一... 为探究不同分光原理的近红外光谱仪的光谱标准化方法,降低光谱差异性,实现模型共享,以小麦粉的粗蛋白为检测指标,以3台不同原理的近红外光谱仪采集的小麦粉样品近红外光谱为研究对象,分别采用直接标准化(DS)、分段直接标准化(PDS)和一元线性回归直接标准化(SLRDS)算法进行近红外光谱标准化研究,通过欧氏距离(D)、光谱标准化误差率(SSER)等指标分析主、从机光谱间的光谱差异性,以预测相关系数(R)、标准偏差(RMSEP)和相对标准偏差(RPD)等参数,评估模型转移后的预测效果;结果表明:1)经3种算法的光谱标准化,从机与主机之间的光谱差异性显著降低,转移后模型的从机预测效果大幅度提升,其中从机S的预测效果优于从机S;2)3种算法中,光谱经DS算法标准化后2台从机的预测误差率均最小,其中从机S的SSER和SSER分别为0.9057和3.3667,R、RMSEP、RPD分别为0.8949,0.7052,2.2408,从机S的SSER和SSER分别为0.6595和4.3691,R、RMSEP、RPD分别达到0.9687,0.4105,4.0284。3种算法的光谱标准化方法均可应用于不同分光原理的近红外光谱仪,其中DS算法效果较好,实现了小麦粉粗蛋白含量近红外校正模型的共享。 展开更多
关键词 近红外光谱 小麦粉 光谱标准化 模型传递
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傅立叶近红外光谱法测定桃果中果胶含量 被引量:3
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作者 包瑶 柳建良 +5 位作者 钟玉鸣 陈钰敏 翟德全 王琴 马路凯 刘袆帆 《食品安全质量检测学报》 CAS 2020年第20期7233-7240,共8页
目的建立傅立叶近红外光谱法(Fourier transform near infrared spectroscopy,FT-NIR)检测桃果中果胶含量的分析方法。方法以2个桃品种为材料,采集近红外光谱样品,探讨光谱预处理对模型的影响。采用偏最小二乘法(partial least squares,... 目的建立傅立叶近红外光谱法(Fourier transform near infrared spectroscopy,FT-NIR)检测桃果中果胶含量的分析方法。方法以2个桃品种为材料,采集近红外光谱样品,探讨光谱预处理对模型的影响。采用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)以及主成分回归(principal component regression,PCR)进行建模,建模相关系数(rc)、建模均方偏差(root mean square error of calibration,RMSEC)、预测相关系数(rp)、预测均方偏差(root mean square error for prediction,RMSEP)作为模型的评价标准。结果2个品种的近红外光谱图和果胶含量无明显差异(P>0.05),采用标准正态变量变换(standard normal variate,SNV)和多元散射校正(multiplicative signal correction,MSC)对原始光谱的光程进行选择,对建模结果的影响基本一致。综合得出最佳模型是利用PLS方法建模并采用MSC/SNV结合一阶导数和Savitzky-Golay(S-G)平滑对近红外光谱图进行预处理,评价参数分别为rc=0.7795、rp=0.7545、RMSEC=0.0933、RMSEP=0.0534和rc=0.7800、rp=0.7530、RMSEC=0.0932、RMSEP=0.0534。结论该方法准确、可靠,适用于桃果中果胶含量的快速检测。 展开更多
关键词 果胶 傅立叶近红外光谱技术 光谱预处理 建模
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烟草近红外光谱分析网络化及其应用进展 被引量:6
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作者 王家俊 杨家红 邵学广 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1218-1224,1230,共8页
该文回顾了近红外光谱(NIRS)分析技术的应用历程以及“近红外光谱分析+互联网”模式在烟草领域中的应用研究与实践,探讨了在近红外光谱分析网络化环境中,近红外光谱仪器设备存在的硬件差异以及常规化学计量学方法(算法)在建模、数据处... 该文回顾了近红外光谱(NIRS)分析技术的应用历程以及“近红外光谱分析+互联网”模式在烟草领域中的应用研究与实践,探讨了在近红外光谱分析网络化环境中,近红外光谱仪器设备存在的硬件差异以及常规化学计量学方法(算法)在建模、数据处理存在的不足对近红外光谱的深度应用产生的影响,并提出了近红外光谱分析云计算应用的解决思路。最后,对大数据时代近红外光谱分析网络化模式的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 近红外光谱 互联网 云计算 烟草 综述
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基于数据融合策略的红茶发酵程度判别 被引量:4
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作者 张柏 凌彩金 +4 位作者 李露青 周巧仪 Zhenfeng Li 宋飞虎 宋春芳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期339-347,共9页
发酵是红茶加工过程中关键的一道工序,对红茶的品质形成有着重要影响。该研究以大叶种英德红茶中的英红九号为研究对象,试验收集了204份不同发酵时间的红茶样品并使用便携式近红外光谱仪和工业相机获取红茶发酵中的信息,基于近红外光谱... 发酵是红茶加工过程中关键的一道工序,对红茶的品质形成有着重要影响。该研究以大叶种英德红茶中的英红九号为研究对象,试验收集了204份不同发酵时间的红茶样品并使用便携式近红外光谱仪和工业相机获取红茶发酵中的信息,基于近红外光谱数据、图像数据和数据融合策略分别建立了红茶发酵程度判别模型。通过分析茶多酚和儿茶素类含量的变化,将红茶的发酵划分为3个阶段,即发酵不足、发酵适度和发酵过度。采用Savitzky-Golay光滑对原始光谱进行预处理,利用竞争自适应重加权采样(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)、连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)和主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)对近红外光谱变量进行降维处理;相应地,图像进行去阴影后提取了9个颜色特征变量,采用皮尔森(Pearson)相关分析和主成分分析进行特征变量提取。最后采用线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分别建立了基于近红外、图像和两者数据融合的分类模型。结果表明,在建模数据相同的条件下,非线性的支持向量机模型性能优于线性判别分析模型。单一传感器数据建模效果不佳,近红外光谱和图像判别模型的预测集最大准确率仅为83.82%和73.53%。低层次数据融合建模效果较单一传感器数据建模无明显提升,而中层次的数据融合建模效果比单一数据建模均有显著提高,其中SPA提取光谱变量结合Pearson提取图像变量建立的判别模型效果较佳,校正集和预测集准确率分别达到了97.06%和95.59%。研究表明,近红外光谱和视觉结合的中层次融合策略可以作为一种快速判别红茶发酵程度的方法,研究结果为红茶发酵程度构建等级模型与判别奠定了一定的理论基础,为红茶发酵的自动化检测提供了重要依据。 展开更多
关键词 近红外光谱 机器视觉 红茶发酵 数据融合 判别模型
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三维云图仿真系统设计与实现 被引量:7
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作者 王连杰 韦群 《软件》 2018年第5期151-155,共5页
为了提高云团的观测准确率,提出了利用红外云图夜间能够成像的特点,研究云图中灰度值与云团高度值存在的关系,利用该对应关系构建出云图的三维模型,计算各像素点的顶点法向量,对模型中各个像素点进行着色,最终设计并实现三维云图仿真系... 为了提高云团的观测准确率,提出了利用红外云图夜间能够成像的特点,研究云图中灰度值与云团高度值存在的关系,利用该对应关系构建出云图的三维模型,计算各像素点的顶点法向量,对模型中各个像素点进行着色,最终设计并实现三维云图仿真系统。该系统能够有效解决云图的三维显示问题,极大地提高了云图的真实感,具有很强的实际意义。 展开更多
关键词 计算机应用技术 仿真 红外云图 三维模型
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近红外光谱结合CARS-PLS模型检测草莓可溶性固形物含量研究 被引量:2
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作者 蔡德玲 彭碧宁 +2 位作者 曾川 梁玉英 唐春华 《安徽农业科学》 CAS 2020年第8期185-188,共4页
为了实现对草莓内部可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)客观、准确、快速和无损检测,采用近红外光谱结合竞争性自适应重加权算法采样(CARS)变量选择以及多变量校正分析的测定方法。164个草莓样本被分成校正集(123个)和预测集... 为了实现对草莓内部可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)客观、准确、快速和无损检测,采用近红外光谱结合竞争性自适应重加权算法采样(CARS)变量选择以及多变量校正分析的测定方法。164个草莓样本被分成校正集(123个)和预测集(41个)。基于全光谱数据,通过CARS算法获得了可以表征原始光谱信息的117个特征光谱变量。全光谱变量和特征光谱变量分别作为输入构建了偏最小二乘回归PLS和多元线性回归MLR模型,通过比较3类模型发现,基于特征光谱的PLS模型(即CARS-PLS模型)对草莓内部可溶性固形物含量测定性能最优,针对预测集样本,模型预测相关系数r P和均方跟误差RMSEP分别为0.9509和0.3352。 展开更多
关键词 草莓 近红外光谱 CARS-PLS模型 可溶性固形物含量 无损检测 光谱分析
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