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可见-近红外多光谱数据对水稻种子成活率的判定 预览
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作者 罗龙强 姚辛励 何赛灵 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期221-226,共6页
种子活性受到存储条件的影响很大。收集了真实情况下受到不同存储条件影响的种子,通过发芽实验验证了其成活率存在差异。再从中选择适量的种子样本,采集其单颗种子的可见-近红外反射光谱,运用不同的光谱预处理技术,结合不同的机器学习... 种子活性受到存储条件的影响很大。收集了真实情况下受到不同存储条件影响的种子,通过发芽实验验证了其成活率存在差异。再从中选择适量的种子样本,采集其单颗种子的可见-近红外反射光谱,运用不同的光谱预处理技术,结合不同的机器学习建模手段,以区分不同成活率的种子。比较了不同的光谱预处理方法,比如标准反射光谱校正、多元散射校正等。从识别准确度的角度,认为标准反射光谱校正的方法,能够很大程度上提升不同存活率种子的光谱差异性,从而经过机器学习判断达到更高的识别准确度。同时比较了支持向量机、 K邻近和距离判别分析等机器监督学习建模方法,发现利用标准反射光谱校正的方法结合距离判别分析,能够对种子样本实现完全准确的判定。更进一步,为了满足实际运用中快速识别的要求,将高分辨率的光谱数据压缩成为低分辨率多通道带通光谱数据,这样可以大大降低的光谱数据长度,节约各种机器学习器在训练和判断中所用的时间。使用简化过后的多通道带通光谱数据判定种子存活率,其识别准确度仍然接近90%。充分说明了,利用多通道宽带光谱数据,并选择合适的机器学习建模方式,足以满足实际选种产业的一般性需求,有潜力作为未来粮种成活率快速鉴别的技术手段。还采用了多种带通宽度以简化光谱,分析比较不同带通宽度对识别精度的影响。总体来说由于带宽增大,数据量减少,识别速度更快,但是识别精度降低。从10~50 nm改变光谱带宽,标准反射校正后的简化光谱的识别精度从87.50%下降到58.75%。在实际运用中,需要权衡识别速率和预期识别精度,合理的选择带宽。验证了根据简化后的可见近红外反射光谱,能够较快速且准确的识别水稻种子存活率,为以后的基于带通滤波片的快速种子存活率识别奠定了基础。 展开更多
关键词 水稻种子 可见近红外光谱 简化光谱 光谱预处理 机器学习 成活率
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基于可见近红外的柿饼涩味定量定性分析
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作者 陈超锋 黎庆涛 +3 位作者 韦保耀 夏宁 王海军 滕建文 《食品科技》 CAS 北大核心 2019年第8期322-328,共7页
柿饼涩味评价是柿饼生产流通环节的重要控制工作。目前没有建立柿饼的快速无损检测方法。文章以恭城月柿为原料,建立涩味可见近红外快速无损检测模型。结果表明:柿饼水分含量在32.1%~36.17%可见近红外定量分析中,发现在460~1050nm与1300... 柿饼涩味评价是柿饼生产流通环节的重要控制工作。目前没有建立柿饼的快速无损检测方法。文章以恭城月柿为原料,建立涩味可见近红外快速无损检测模型。结果表明:柿饼水分含量在32.1%~36.17%可见近红外定量分析中,发现在460~1050nm与1300~1680nm波段范围内,采用改进偏最小二乘回归算法、二阶导数结合标准正常化处理(Standard normal variate,SNV)的建模效果最好。其定标交互验证相关系数(Correlation coefficient of cross validation,1-VR)和预测相关系数(Correlation coefficient of prediction,R2p)分别为0.878和0.865,定标交互验证均方根误差(Root mean standard Error of cross validation,RMSECV)和预测均方根误差(Root mean square error of prediction,RMSEP)分别为0.105、0.125g/100g.d;定性模型中,柿饼水分含量在33.2%~36.11%范围内采用450~1050nm与1300~1650nm波段结合去散射处理(Detrendonly,D)、一阶导数预处理方法最好。判别模型正确率93.1%,预测正确率为72.22%~88.89%。因此,近红外光谱技术可用于柿饼涩味快速无损的定量定性分析。 展开更多
关键词 柿饼 可见近红外光谱 可溶性单宁 定量定性
应用伽马射线和可见近红外光谱测定土壤容重 预览
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作者 王晓晴 孙孝林 王会利 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期994-1003,共10页
现有的土壤容重测定方法存在诸多不足,不能满足快速发展的精准农业、生态环境模拟、土壤碳储量估算等对大量、准确容重数据的需求。鉴于此,有研究提出γ射线衰减与可见-近红外并用测定土壤容重的方法,并成功地将该方法应用于土壤碳储量... 现有的土壤容重测定方法存在诸多不足,不能满足快速发展的精准农业、生态环境模拟、土壤碳储量估算等对大量、准确容重数据的需求。鉴于此,有研究提出γ射线衰减与可见-近红外并用测定土壤容重的方法,并成功地将该方法应用于土壤碳储量估算中,得到了较好的应用结果。为了检验该方法在我国南方丘陵区土壤容重测定上的准确性和适用性,本研究采集了广西南宁丘陵区的土壤样品,使用该方法计算出土壤容重,并与传统环刀采样烘干称重法的容重结果进行比较。结果表明,两者测定的土壤容重具有较高的回归决定系数,R^2可达0.92,且两者间的均方根误差较低,仅占土壤容重平均值的4.48%。因此,本研究认为,γ射线衰减与可见-近红外并用测定土壤容重在我国南方丘陵区有较好的准确性和适用性。 展开更多
关键词 土壤容重 γ射线衰减 可见近红外光谱
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基于光谱融合的火星表面相关矿物分类方法研究 预览 被引量:1
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作者 徐伟杰 武中臣 +4 位作者 朱香平 张江 凌宗成 倪宇恒 郭恺琛 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第6期1926-1932,共7页
多源数据融合能在一定程度上扩展数据信息量,更利于建立准确和稳健的分析模型。行星探测中常采用多个载荷协同分析同一目标,因此利用多载荷数据融合辨别分析火星矿物具有重要科学意义和应用前景。分别采用可见近红外(Vis-NIR)反射... 多源数据融合能在一定程度上扩展数据信息量,更利于建立准确和稳健的分析模型。行星探测中常采用多个载荷协同分析同一目标,因此利用多载荷数据融合辨别分析火星矿物具有重要科学意义和应用前景。分别采用可见近红外(Vis-NIR)反射光谱和拉曼(Raman)散射光谱两种技术手段测量了火星表面主要矿物(硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐)的光谱特征曲线,并对获取的光谱数据进行基线校正、Savitzky-Golay平滑以及标准矢量归一化(SNV)等必要的数据预处理。根据光谱特征,首先选取样品Vis-NIR和Raman数据信息丰富、信噪比高、光谱信号重叠小的波段(Vis-NIR:430~2 430 nm,Raman:130~1 100 cm-1),然后运用软独立建模分类法(SIMCA)、主成分分析法-K最邻近分类法(PCA-KNN)分别建立基于Vis-NIR,Raman及两者融合(累加融合、串联融合)的矿物聚类分析模型。采用SIMCA算法的矿物聚类准确率由单一光谱建模的72.6%(Vis-NIR),90.7%(Raman)提升为融合建模的96.3%(累加融合)和98.1%(串联融合);采用PCA-KNN的准确率由单一光谱建模的68.9%(Vis-NIR),72.9%(Raman)提升为融合后的80.3%(累加融合)和92.6%(串联融合)。实验结果表明:光谱融合能够发挥Vis-NIR,Raman各自的数据优势,所建火星表面相关矿物分类模型的预测准确度更高。该研究为我国火星探测任务奠定了岩石分类方法基础。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 拉曼光谱 光谱融合 软独立建模分类法 主成分分析-K值最邻分类法
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基于可见-近红外光谱及增强回归树算法的鸡蛋种类鉴别 预览 被引量:3
5
作者 王彬 王巧华 +3 位作者 肖壮 李理 马逸霄 杨朋 《华中农业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期95-100,共6页
利用可见近红外光谱技术,选取湖北地区同一品种不同饲养环境下的鸡蛋,提取鸡蛋的光谱透射率(500-900nm),利用标准正态变量变换对光谱数据进行预处理,结合竞争性自适应重加权与主成分分析对光谱数据进行二次降维,并将提取的特征... 利用可见近红外光谱技术,选取湖北地区同一品种不同饲养环境下的鸡蛋,提取鸡蛋的光谱透射率(500-900nm),利用标准正态变量变换对光谱数据进行预处理,结合竞争性自适应重加权与主成分分析对光谱数据进行二次降维,并将提取的特征信息输入增强回归树算法,建立鸡蛋土洋种类鉴别模型,模型的训练集和测试集判别正确率分别为98.33%和97.OO%。结果表明,应用基于可见一近红外光谱及增强回归树方法,针对同一母鸡品种但不同饲料产出的土洋鸡蛋的种类鉴别是可行的。 展开更多
关键词 鸡蛋 种类鉴别 可见近红外光谱 增强回归树 竞争性自适应重加权
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旋转速度对壶瓶枣损伤检测影响的研究
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作者 刘蒋龙 张淑娟 +2 位作者 王斌 薛建新 赵旭婷 《现代食品科技》 北大核心 2017年第6期158-165,共8页
基于实验室搭建的近红外光谱检测装置,对不同旋转速度下壶瓶枣的三种损伤样本进行检测识别,探明旋转速度对损伤检测的影响。依据壶瓶枣检测的旋转速度理论计算结果,利用Fieldspec 3光谱仪采集1.5 r/min、2.0 r/min和2.5 r/min三种旋转... 基于实验室搭建的近红外光谱检测装置,对不同旋转速度下壶瓶枣的三种损伤样本进行检测识别,探明旋转速度对损伤检测的影响。依据壶瓶枣检测的旋转速度理论计算结果,利用Fieldspec 3光谱仪采集1.5 r/min、2.0 r/min和2.5 r/min三种旋转速度下不同损伤壶瓶枣的光谱信息,基于PLS模型及其判别指标从13种预处理方法中寻找不同旋转速度下的最佳的预处理方式。通过偏最小二乘回归系数法(PLSRC)和连续投影法(SPA)提取光谱特征波长点,然后建立偏最小二乘分析(PLS-DA)、极限学习机(ELM)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)三种判别模型。结果表明:旋转速度对壶瓶枣损伤检测存在影响,三种旋转速度下的最佳模型分别为PLSRC-LS-SVM、PLSRC-PLS-DA和PLSRC-PLS-DA,判别准确率分别为92.30%、88.46%和86.54%,1.5 r/min建立的PLSRC-LS-SVM识别率最高。且随着旋转速度的增加,损伤识别率呈下降趋势。该研究为鲜枣在线检测设备的开发提供理论支持。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 鲜枣 检测 旋转速度
苹果可溶性固形物和糖酸比可见/近红外漫反射与漫透射在线检测对比研究 预览 被引量:10
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作者 刘燕德 吴明明 +2 位作者 李轶凡 孙旭东 郝勇 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2017年第8期2424-2429,共6页
可溶性固形物和糖酸比是苹果内部品质主要评价指标之一。为此进行苹果糖酸比和可溶性固形物可见/近红外漫反射和漫透射对比检测研究。180个冰糖心和红富士样品被分成建模集和预测集(136∶44),分别用于建立偏最小二乘模型和验证模型的... 可溶性固形物和糖酸比是苹果内部品质主要评价指标之一。为此进行苹果糖酸比和可溶性固形物可见/近红外漫反射和漫透射对比检测研究。180个冰糖心和红富士样品被分成建模集和预测集(136∶44),分别用于建立偏最小二乘模型和验证模型的预测能力。在运动速度5个/秒时,采集了冰糖心和红富士两种样品的可见近红外光谱。漫反射和漫透射可见近红外光谱经多元散射校正、标准正态变量变换、基线校正等预处理后,建立了偏最小二乘回归模型。未参与建模的44个样品用于评价模型的预测能力,经比较,漫透射检测方式优于漫反射检测方式,主要因为漫透射检测方式能更有效地克服杂散光。可溶性固形物模型预测相关系数达到0.936,预测均方根误差为0.476°Brix;糖酸比模型预测相关系数达到0.785,预测均方根误差为10.94。研究结果表明:应用可见/近红外漫透射光谱技术,可实现苹果可溶性固形物和糖酸比在线检测。为大宗水果内部品质分选提供了技术支持和参考依据。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 漫透射 漫反射 可溶性固形物 糖酸比
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不同预处理方法对PLS模型检测哈密瓜糖度的影响 预览 被引量:3
8
作者 毕智健 张若宇 +2 位作者 金作徽 吴业北 马艳 《新疆农机化》 2017年第1期13-16,共4页
为寻找适合可见近红外光谱检测哈密瓜糖度含量的最佳光谱预处理方法,进行哈密瓜样品可见近红外光谱数据的预处理方法比较与研究。研究比较了4种光谱数据预处理方法对哈密瓜糖度偏最小二乘法建模精度的影响。研究结果表明:标准正态变量... 为寻找适合可见近红外光谱检测哈密瓜糖度含量的最佳光谱预处理方法,进行哈密瓜样品可见近红外光谱数据的预处理方法比较与研究。研究比较了4种光谱数据预处理方法对哈密瓜糖度偏最小二乘法建模精度的影响。研究结果表明:标准正态变量变换与二阶导数相结合是哈密瓜糖度含量可见近红外光谱检测的有效光谱预处理方法,其相关系数和内部交叉验证均方差分别为0.6893和0.666,并且利用该方法建立的哈密瓜糖度预测模型的相关系数、预测集均方根误差和校正集的相关系数、校正集均方根误差分别为0.7342、0.573、0.7605、0.588,最佳因子数为11。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 预处理 哈密瓜 糖度 偏最小二乘法
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黄桃表面缺陷和可溶性固形物光谱同时在线检测 预览 被引量:8
9
作者 刘燕德 吴明明 +3 位作者 孙旭东 朱丹宁 李轶凡 张智诚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期289-295,共7页
表面缺陷和可溶性固形物是评价黄桃品质的重要指标,采用可见/近红外漫透射光谱技术,探讨黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测的可行性。在运动速度为5个/s、积分时间100 ms、光照强度1 000 W的条件下采集黄桃表面缺陷果与正常果的... 表面缺陷和可溶性固形物是评价黄桃品质的重要指标,采用可见/近红外漫透射光谱技术,探讨黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测的可行性。在运动速度为5个/s、积分时间100 ms、光照强度1 000 W的条件下采集黄桃表面缺陷果与正常果的近红外漫透射光谱。对比分析了同一个黄桃样品损伤前后的光谱特征,建立了黄桃的最小二乘支持向相机判别模型与偏最小二乘判别模型。同时建立了黄桃可溶性固形物偏最小二乘回归模型并采用连续投影算法对模型进行优化,研究了表面缺陷果对黄桃可溶性固形物检测模型精度的影响,最终实现了黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测。采用未参与建模的样品来评价模型的在线分选的准确性,其中表面缺陷果的正确判断率为100%,可溶性固形物分选准确率达到93%。试验结果表明:黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测是可行的,研究可为黄桃在线分选提供技术参考和理论依据。 展开更多
关键词 光谱检测 农产品 可见近红外光谱 漫透射 在线检测 表面缺陷 可溶性固形物
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光谱预处理对苹果可溶性固形物含量VIS/NIR预测模型的影响 被引量:3
10
作者 刘亚 郭俊先 +3 位作者 木合塔尔·米吉提 岳建魁 王艳 刘明涛 《北方园艺》 CAS 北大核心 2016年第20期1-4,共4页
可溶性固形物含量是苹果内部品质的重要指标,以"红富士"苹果为试材,测定了从果实膨大定型期到采收期整个成熟阶段,不同生长天数苹果的可见近红外反射光谱;对光谱进行了预处理,包括导数处理、标准正态变换、多元散射校正等方法;利用偏... 可溶性固形物含量是苹果内部品质的重要指标,以"红富士"苹果为试材,测定了从果实膨大定型期到采收期整个成熟阶段,不同生长天数苹果的可见近红外反射光谱;对光谱进行了预处理,包括导数处理、标准正态变换、多元散射校正等方法;利用偏最小二乘法(PLS)建立了苹果可溶性固形物含量的预测模型。结果表明:使用一阶导数和二阶导数处理后的光谱进行预测的准确度高于原始光谱,相关系数分别为0.915 9、0.934 4。 展开更多
关键词 光谱预处理 苹果成熟期 可溶性固形物含量 可见近红外光谱 偏最小二乘法
蓬莱镇组紫色土光谱特征及其碱解氮预测方法研究 预览 被引量:2
11
作者 汪志涛 易时来 +5 位作者 吕强 何绍兰 谢让金 郑永强 王克健 邓烈 《中国南方果树》 北大核心 2016年第2期23-27,共5页
从重庆忠县蓬莱镇组紫色土区域随机采集土样,在不同土样厚度(10、20、25、30mm)和粒径(〈0.150、0.150-0.180、0.180-0.250、0.250-0.425和0.425-0.850mm)下分别采集土样的可见近红外(425-1000nm)光谱反射率数据,采用... 从重庆忠县蓬莱镇组紫色土区域随机采集土样,在不同土样厚度(10、20、25、30mm)和粒径(〈0.150、0.150-0.180、0.180-0.250、0.250-0.425和0.425-0.850mm)下分别采集土样的可见近红外(425-1000nm)光谱反射率数据,采用偏最小二乘法(PLS)在土样可见近红外光谱反射率与碱解氮含量之间建立预测模型,对比分析了士样厚度和粒径对土样光谱特征及预测精度的影响。结果表明,就柑桔栽培而言,总体上忠县蓬莱镇组紫色土碱解氮含量处于适宜至缺乏水平范围,1/3区域的土壤缺氮;土样光谱反射率随土样厚度增加而增大,随士样粒径增大而减小;碱解氮含量光谱预测精度有随土样厚度增加、粒径增大而提高的趋势;在土样厚度30mm、粒径0.250-0.850mm条件下采集可见近红外光谱建立的PLS模型,预测效果较好。 展开更多
关键词 蓬莱镇组紫色土 可见近红外光谱 碱解氮 粒径 偏最小二乘法
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鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测研究 预览 被引量:5
12
作者 孙旭东 刘燕德 +2 位作者 李轶凡 吴明明 朱丹宁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期227-233,共7页
采用可见近红外漫透射光谱技术,探讨鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测的可行性。在5个/s运动速度下,采集了黑心果和正常果的可见近红外能量谱。分析了正常果和黑心果的可见近红外光谱响应特性,分别建立了鸭梨黑心病峰值比判别... 采用可见近红外漫透射光谱技术,探讨鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测的可行性。在5个/s运动速度下,采集了黑心果和正常果的可见近红外能量谱。分析了正常果和黑心果的可见近红外光谱响应特性,分别建立了鸭梨黑心病峰值比判别模型和偏最小二乘判别模型。同时建立了可溶性固形物偏最小二乘回归模型,考察了黑心病对鸭梨可溶性固形物偏最小二乘回归模型预测精度的影响,提出了鸭梨黑心病和可溶性固形物含量同时在线检测策略。采用未参与建模的新样品,评价鸭梨黑心病和可溶性固形物含量在线分选的准确性,黑心果判别准确性达到100%,正常果可溶性固形物预测标准差为0.45°Brix,分选正确率达到98%。 展开更多
关键词 鸭梨 黑心病 可溶性固形物 在线检测 可见近红外光谱 漫透射
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水分对土壤有机质检测影响的光谱特性分析及抗水分干扰模型建立 预览 被引量:1
13
作者 王世芳 程旭 宋海燕 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3249-3253,共5页
土壤水分对光谱表现出很强的吸收性,且土壤水分与土壤有机质的吸收波段有重叠,因此土壤水分对土壤有机质的检测造成一定的干扰。为此做了以下工作:(1)采用可见近红外光谱仪在室内获取相同含水率下不同土壤动态光谱图;(2)通过对相... 土壤水分对光谱表现出很强的吸收性,且土壤水分与土壤有机质的吸收波段有重叠,因此土壤水分对土壤有机质的检测造成一定的干扰。为此做了以下工作:(1)采用可见近红外光谱仪在室内获取相同含水率下不同土壤动态光谱图;(2)通过对相同含水率下不同有机质含量的二维同步相关光谱图分析得出:当土壤为烘干土样时,600和1 660nm左右表征土壤有机质的波段出现强的自相关峰,但随着含水率的增加,这两个波段逐渐消失,由于受水分的影响,1 931,2 200和1 480nm均形成了强的自相关峰。说明水分会掩盖表征土壤有机质信息的波段,对土壤有机质检测造成干扰。(3)为了消除水分影响,提高模型对不同含水率下土壤有机质的预测精度,将田间近似最大含水率样本参与建模,采用偏最小二乘定量分析方法在550-650和1 610-1 710nm波段内建立了抗水分干扰土壤有机质预测模型,并对不同含水率的土壤有机质进行预测,结果表明:预测样本的相关系数为0.954,标准偏差为0.744%,标准差为0.844%,预测效果明显提高,说明此方法可减少水分对土壤有机质检测的影响。 展开更多
关键词 水分 有机质 抗水分干扰模型 可见近红外光谱
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田间冬小麦抽穗期长势分析——基于可见-近红外光 预览
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作者 刘仁杰 房俊龙 +4 位作者 李民赞 孙红 吴李烜 赵毅 张猛 《农机化研究》 北大核心 2016年第4期141-146,共6页
为了快速估测大田冬小麦叶绿素含量指标,指导冬小麦抽穗期追肥管理,基于光谱分析技术在可见光和近红外波段(325~1 075 nm)处,对陕西省杨凌区揉谷镇粮食基地的冬小麦进行长势检测、分析。试验在1 000 m×600 m区域内划分为30个采样... 为了快速估测大田冬小麦叶绿素含量指标,指导冬小麦抽穗期追肥管理,基于光谱分析技术在可见光和近红外波段(325~1 075 nm)处,对陕西省杨凌区揉谷镇粮食基地的冬小麦进行长势检测、分析。试验在1 000 m×600 m区域内划分为30个采样区进行数据采集,使用ASD Field Spec Hand Held光谱辐射仪(Analytical Spectral Devices.,USA)采集冬小麦的冠层光谱反射率数据,使用SPAD-5 0 2 Plus便携式叶绿素仪测量小麦倒一叶和倒二叶的叶绿素指标(SPAD值),使用G738 CM型手持式GPS记录采样点的位置信息。分别进行冠层光谱反射率小麦倒一叶和倒二叶的预处理,结果表明:冠层反射光谱倒二叶的SPAD值相关系数高于倒一叶。基于相关性分析,选取4个敏感波段538、661、740、850 nm分别与预处理前后的光谱数据进行多元线性回归分析,结果表明:预处理后的模型精度较高,建模精度R2=0.8 3,验证建模精度R2=0.7。同时,绘制了大田作物长势分布图,可为冬小麦抽穗期追肥提供支持。 展开更多
关键词 冬小麦 无损检测 叶绿素指标 可见近红外光谱
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河套蜜瓜糖度可见近红外光谱特征波长提取方法研究 预览 被引量:4
15
作者 张德虎 田海清 +3 位作者 武士钥 刘超 陈亚莉 王辉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2505-2509,共5页
河套蜜瓜是我国西北河套地区独具特色的果品,一直深受消费者的喜爱。糖度(sugar content)是衡量蜜瓜品质和成熟度重要指标。采用Maya 2000pro便携式光谱仪和PR-101ɑ便携式数字折光仪获取"金红宝"蜜瓜光谱信息及糖度值,研究了不同... 河套蜜瓜是我国西北河套地区独具特色的果品,一直深受消费者的喜爱。糖度(sugar content)是衡量蜜瓜品质和成熟度重要指标。采用Maya 2000pro便携式光谱仪和PR-101ɑ便携式数字折光仪获取"金红宝"蜜瓜光谱信息及糖度值,研究了不同特征波长提取方法:逐步多元线性回归(SMLR)、间隔偏最小二乘法(iPLS)、反向区间偏最小二乘法(biPLS)以及联合区间偏最小二乘法(siPLS))对蜜瓜样品模型精度和预测结果的影响。结果表明:采用biPLS特征波长提取方法将全波段光谱均匀分成20个子区间,PLS因子数为14,当剔除其中8个子区间,选择的波长变量数为218时,得到的biPLS模型最佳,对应的校正集和预测集的RMSE分别为0.996 1和1.18。采用biPLS光谱波长筛选方法可以有效地提取蜜瓜糖度的特征波长,提高建模预测能力,实现蜜瓜糖度的快速检测。 展开更多
关键词 河套蜜瓜 可见近红外光谱 糖度 特征波长
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利用可见近红外光谱技术快速鉴别大米品种 预览 被引量:6
16
作者 林萍 陈永明 《江苏农业科学》 北大核心 2015年第12期320-323,共4页
提出了1种应用近红外光谱技术快速无损鉴别大米品种的新方法。采用近红外光谱仪获取3种大米的光谱吸收特征曲线,运用遗传算法抽取15个特征波长,并对15个特征波长运用偏最小二乘法进行模式特征分析;经过交互验证法判别提取主成分,完成特... 提出了1种应用近红外光谱技术快速无损鉴别大米品种的新方法。采用近红外光谱仪获取3种大米的光谱吸收特征曲线,运用遗传算法抽取15个特征波长,并对15个特征波长运用偏最小二乘法进行模式特征分析;经过交互验证法判别提取主成分,完成特征提取后,将7种主成分作为神经网络的输入变量,建立了3层误差逆传播(back propagation,BP)神经网络。结果表明,对30个未知样本进行预测,预测相对偏差均<5%,预测结果准确率达100%;遗传算法结合偏最小二乘法进行聚类比单独使用偏最小二乘法对大量原始光谱数据进行聚类分析的效果好,BP神经网络预测的精确度也大大提高。该方法能快速无损地检测大米品种,同时为其他有机物品种鉴别提供了新方法。 展开更多
关键词 遗传算法 偏最小二乘法 BP神经网络 大米 可见近红外光谱
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河套蜜瓜糖度和坚实度可见近红外光谱检测研究 预览 被引量:3
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作者 张德虎 田海清 +2 位作者 武士钥 刘超 肖传晶 《中国农机化学报》 北大核心 2014年第3期197-201,共5页
基于USB4000便携式光谱仪,以160个“金红宝”河套蜜瓜为对象(120个建模,40个预测),研究可见近红外光谱对河套蜜瓜内部品质检测的可行性.光谱预处理方法包括微分处理(Norris一阶微分处理,Norris二阶微分处理)和Savizky-Golay滤波,建... 基于USB4000便携式光谱仪,以160个“金红宝”河套蜜瓜为对象(120个建模,40个预测),研究可见近红外光谱对河套蜜瓜内部品质检测的可行性.光谱预处理方法包括微分处理(Norris一阶微分处理,Norris二阶微分处理)和Savizky-Golay滤波,建模方法采用偏最小二乘法(PLS)、主成分回归法(PCR)以及逐步多元线性回归(SMLR).研究结果表明:采用偏最小二乘法(PLS)对经二阶微分处理的蜜瓜糖度建模与预测效果最好,相关系数r=0.901,校正均方根偏差RMSEC=0.533,预测均方根偏差RMSEP=-1.17;经Norris一阶微分处理的蜜瓜坚实度建模与预测效果最好,r=0.882,RMSEC=0.419,RMSEP=1.06. 展开更多
关键词 USB4000光谱 河套蜜瓜 可见近红外光谱 糖度 坚实度
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可见-近红外光谱技术结合递归变量选择算法对土壤全氮与有机质含量测定研究 预览 被引量:2
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作者 贾生尧 唐旭 +2 位作者 杨祥龙 李光 张建明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2070-2075,共6页
应用可见-近红外光谱技术进行定量分析时,变量选择起着十分重要的作用。不同土壤样品之间的预测机制可能存在很大差异,当待测样品出现新的特征信息时,基于建模集选择的特征变量不一定能够很好地代表待测样品的有效信息,继续采用原... 应用可见-近红外光谱技术进行定量分析时,变量选择起着十分重要的作用。不同土壤样品之间的预测机制可能存在很大差异,当待测样品出现新的特征信息时,基于建模集选择的特征变量不一定能够很好地代表待测样品的有效信息,继续采用原有特征变量建模就易导致预测误差增大。该研究采用递归变量选择方法在预测过程中递归更新土壤全氮与有机质的特征变量,以保持预测模型的鲁棒性;比较了偏最小二乘法(PLS),递归偏最小二乘法(RPLS)和不同递归变量选择方法,如:变量投影重要性与 RPLS 相结合(VIP-RPLS),VIP-RPLS,无信息变量消除法与PLS相结合(UVE-PLS)对于土壤全氮与有机质含量的预测效果。所用195份土壤样品来自浙江省文成县8个乡镇的农田。土壤样品随机分成两部分,一部分作为建模集包含120份样品,另一部分作为预测集包含75份样品。结果表明:VIP-RPLS建立的模型对于预测土壤全氮与有机质含量取得了最优的结果,获得的决定系数(R2)分别为0.85与0.86,获得的预测相对分析误差(RPD)分别为2.6%与2.7%。说明VIP-RPLS通过不断更新模型的特征变量,能够捕获新加入到建模集样品的有效信息。相比于本研究中的其他方法,VIP-RPLS对于土壤全氮与有机质含量具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 土壤全氮 有机质 递归偏最小二乘 递归变量选择
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汽车自动变速箱油品牌的快速鉴别
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作者 张瑜 谈黎虹 《光谱实验室》 CAS 2014年第2期254-259,共6页
采用可见,近红外光谱技术对不同品牌的汽车自动变速箱油进行了判别分析研究。采集壳牌、MOTUL(ATF一1A)、美孚ATF220、嘉实多、福斯泰坦等5种不同品牌的自动变速箱油在325--1075nm范围的透射光谱,发现5个不同品牌自动变速箱油的平... 采用可见,近红外光谱技术对不同品牌的汽车自动变速箱油进行了判别分析研究。采集壳牌、MOTUL(ATF一1A)、美孚ATF220、嘉实多、福斯泰坦等5种不同品牌的自动变速箱油在325--1075nm范围的透射光谱,发现5个不同品牌自动变速箱油的平均透射光谱存在一定的差异。采用变量标准化(Standard Normalized Vafiam,SNV)进行光谱数据预处理,并基于预处理后的光谱建立了偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares Discfiminant Analysis,PLS—DA)模型。建模集和预测集判别正确率分别为94.87%和100%。基于预处理后的光谱采用连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)算法提取了13个特征波长,并基于特征波长分别建立PLS—DA、反向传播神经网络(Back—prop—agation NeuralNetwork,BPNN)和支持向量机(Suppoa Vector Machine,SVM)判别分析模型。其中BPNN和SVM模型取得了最优的判别分析效果,预测集和建模集的判别正确率均为100%,而基于特征波长的PLS—DA模型与基于全谱的PLS-DA模型的判别准确率相似。此外,SPA选择的特征波长与全谱数据相比,变量数减少了97.83%,并且基于特征波长的判别分析模型效果相当或更优,表明特征波长适用于自动变速箱油品牌的鉴别。本文研究结果表明,可见近红外光谱分析技术结合判别分析模型能够实现对汽车自动变速箱油品牌鉴别。 展开更多
关键词 可见近红外光谱 自动变速箱油 连续投影算法 品牌鉴别 模式识别
肉品质光谱检测中探头与样品距离对结果影响的校正 预览 被引量:3
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作者 刘媛媛 彭彦昆 +2 位作者 张雷蕾 王文秀 郑晓春 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期271-276,共6页
针对畜肉品质光谱检测中光纤探头与样品表面不同检测距离对预测结果影响较大的问题,分析了光谱曲线随检测距离变化的变化规律,提出光谱数据的校正方法。通过猪肉嫩度预测,验证校正效果。分别采集光纤探头固定时和光纤探头与样品表面检... 针对畜肉品质光谱检测中光纤探头与样品表面不同检测距离对预测结果影响较大的问题,分析了光谱曲线随检测距离变化的变化规律,提出光谱数据的校正方法。通过猪肉嫩度预测,验证校正效果。分别采集光纤探头固定时和光纤探头与样品表面检测点距离在4-18 mm变化范围内的猪肉背肌可见/近红外光谱。对每种情况下的光谱数据进行相同预处理,建立猪肉嫩度PLSR预测模型。探头固定时,预测集猪肉嫩度预测值和实测值相关系数为0.82,均方根误差为5.82 N。五次多项式拟合光纤探头与样品表面检测点距离在4-18 mm范围内380-1 050 nm各个波段的相对光谱数据,拟合相关系数R均大于0.999,均方根误差在0.018 7-0.242 2范围内。利用拟合方程校正后的光谱数据和最优嫩度预测模型对预测集进行预测,光纤探头与样品表面检测点距离在4-17 mm范围内时预测集嫩度预测值和实测值的相关系数在0.83-0.90之间,均方根误差在4.80-5.75 N之间。结果表明:对不同光纤探头与样品表面检测点距离采集的漫反射光谱数据进行校正,能够较好地克服光纤探头与样品表面检测点距离对猪肉嫩度预测模型的影响。 展开更多
关键词 猪肉 品质 可见近红外光谱 检测距离 数据校正
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