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便携式短波近红外光谱仪器检测土壤总氮含量研究 被引量:7
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作者 章海亮 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期91-95,共5页
基于便携式短波近红外光谱技术检测了土壤总氮含量。采集浙江省文城地区农田土壤样本243个,将土壤样本分为三组,一组未经过粉碎、过筛等处理,一组做过2mm筛处理,一组过0.5mm筛过处理,采用usb4000便携式光谱获取土壤光谱数据,结合(savitz... 基于便携式短波近红外光谱技术检测了土壤总氮含量。采集浙江省文城地区农田土壤样本243个,将土壤样本分为三组,一组未经过粉碎、过筛等处理,一组做过2mm筛处理,一组过0.5mm筛过处理,采用usb4000便携式光谱获取土壤光谱数据,结合(savitzky-golay,SG)平滑算法,波长压缩算法和小波变换对原始数据进行预处理,然后采用竞争性自适应重加权、随机青蛙和连续投影算法进行特征波长选择。基于全光谱建立了偏最小二乘回归和基于特征波长建立了极限学习机和LS-SVM模型。结果表明过筛处理后的样本模型结果优于未过筛的样本模型结果,过0.5mm筛处理的土壤样本模型预测结果略优于过2mm筛处理的土壤样本模型预测结果,最优预测集的决定系数为0.63,预测均方根误差为0.007 9,剩余预测偏差为1.58。表明便携式仪器检测土壤总氮含量,经过过筛处理的土壤样品检测结果优于未过筛土壤样品检测结果,建议土壤样品检测总氮含量时需经过过筛处理,这样得到的结果较为理想,在此基础上采用性能较好的光谱仪器采集数据,以减小原始光谱噪声。 展开更多
关键词 便携式短波近红外光谱 土壤总氮 LS-SVM
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基于便携式近红外光谱的西藏风干牦牛肉产地鉴别研究 被引量:1
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作者 韩沅汐 胡云 +3 位作者 张二豪 刘振东 李梁 罗章 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第10期336-343,共8页
产地是影响牦牛肉品质的重要因素之一,为实现对西藏风干牦牛肉产地的快速鉴别,该文应用便携式近红外光谱仪对西藏不同产地风干牦牛肉样品进行产地鉴别。实验收集西藏4个地区的风干牦牛肉样品共240个,按照3∶1的比例随机分为训练集和测... 产地是影响牦牛肉品质的重要因素之一,为实现对西藏风干牦牛肉产地的快速鉴别,该文应用便携式近红外光谱仪对西藏不同产地风干牦牛肉样品进行产地鉴别。实验收集西藏4个地区的风干牦牛肉样品共240个,按照3∶1的比例随机分为训练集和测试集。通过马氏距离剔除异常样本后,采用移动平均平滑、Savitzky-Golay卷积平滑、标准整体变量变换、多元散射校正、二阶导数、均值中心化(mean centering,MC)和去趋势校正7种预处理方法,分别建立偏最小二乘判别,支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林3种鉴别模型。结果表明,MC-SVM模型分类效果最优,在训练集和预测集的准确率分别为95.24%和91.67%;为进一步简化模型,分别采用竞争性自适应重加权采样法、变量空间迭代收缩算法、引导软收缩(bootstrapping soft shrinkage,BOSS)进行特征波长筛选。通过多变量数据分析发现,MC-BOSS-SVM模型效果最佳,训练集和预测集准确率分别为88.10%和91.67%。该研究为西藏风干牦牛肉产地的快速、无损鉴别提供理论依据。 展开更多
关键词 便携式红外光 西藏风干牦牛肉 产地鉴别 机器学习 模型建立
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基于近红外光谱和新型变量筛选策略的砂糖橘产地无损鉴别
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作者 邱熙文 杨清华 +3 位作者 谌佳琪 唐辉 李跑 杜国荣 《中国果菜》 2025年第3期6-11,共6页
本研究基于近红外(NIR)光谱技术与变量筛选-线性判别分析(LDA)方法,建立了一种砂糖橘产地无损鉴别方法。在25、45 ms和65 ms三个积分时间下,分别采集了广西、云南和广东砂糖橘的近红外光谱。利用光谱预处理消除干扰,采用主成分分析(PCA)... 本研究基于近红外(NIR)光谱技术与变量筛选-线性判别分析(LDA)方法,建立了一种砂糖橘产地无损鉴别方法。在25、45 ms和65 ms三个积分时间下,分别采集了广西、云南和广东砂糖橘的近红外光谱。利用光谱预处理消除干扰,采用主成分分析(PCA)和LDA方法建立砂糖橘产地的鉴别模型。此外,通过竞争性自适应重加权采样法(CARS)、蒙特卡罗非信息变量消除法(MCUVE)、连续投影算法(SPA)和随机检验(RT)等变量筛选方法进一步简化模型,提高模型的鉴别率。结果表明,光谱预处理方法可以消除光谱中的干扰,仅依靠无监督模式识别无法实现对不同产地砂糖橘的准确鉴别;45 ms和65 ms积分时间下的模型优于25 ms下的模型,基于优化预处理的LDA模型可以获得95.10%的鉴别率;采用变量筛选方法的模型鉴别率得到明显提升,其中65 ms积分时间下,去偏移(de-bias)-RT-LDA、标准正态变量变换(SNV)-RT-LDA、原始光谱-SPA-LDA和一阶导(1st)-SPA-LDA模型,以及45 ms积分时间下,原始光谱-MCUVE-LDA模型鉴别率均达到99.02%。以上结果表明,基于便携式NIR光谱技术与变量筛选-LDA方法可实现砂糖橘产地准确无损鉴别。 展开更多
关键词 砂糖橘 便携式红外光 产地 变量筛选 无损鉴别
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短波近红外光谱的整粒小麦蛋白质PLS方法的定量分析 被引量:22
4
作者 郑咏梅 张军 +2 位作者 陈星旦 申铉国 张铁强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1047-1049,共3页
利用漫反射法获得的整粒小麦短波近红外光谱 (833~ 1111nm) ,采用化学计量学中的偏最小二乘法 (PLS)方法 ,选取不同的波长范围对光谱进行信息提取和分析 ,给出了不同因子数时PLS方法进行蛋白质分析的结果及其因子数与预测标准偏差平方... 利用漫反射法获得的整粒小麦短波近红外光谱 (833~ 1111nm) ,采用化学计量学中的偏最小二乘法 (PLS)方法 ,选取不同的波长范围对光谱进行信息提取和分析 ,给出了不同因子数时PLS方法进行蛋白质分析的结果及其因子数与预测标准偏差平方和 (PRESS)关系曲线 ,确定了最佳回归因子数。并通过选取最佳回归因子和不同波段 ,对整粒小麦的蛋白质成分进行了定量分析 ,比较了不同波长范围对分析的影响 ,并从中获得了较好的预测结果 ,实验表明 ,合理选择光谱范围可减少非主要信息的干扰 ,并以此来提高成分分析精度的方法是切实可行的 。 展开更多
关键词 短波红外光 整粒小麦 蛋白质 偏最小二乘法 含量测定
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便携式矿物近红外光谱仪器的研制 被引量:16
5
作者 王智宏 林君 +2 位作者 武子玉 朱虹 占细雄 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1135-1138,1154,共5页
为实现野外现场矿物分析,仪器采用了交叉复折式单光路光栅扫描分光系统。解决了系统部件安装空间与系统体积之间的矛盾。采用正弦传动等结构,保证了仪器的精度;采用锁定放大、同步累积等微弱信号检测方法,提高了系统的信噪比;采用低功... 为实现野外现场矿物分析,仪器采用了交叉复折式单光路光栅扫描分光系统。解决了系统部件安装空间与系统体积之间的矛盾。采用正弦传动等结构,保证了仪器的精度;采用锁定放大、同步累积等微弱信号检测方法,提高了系统的信噪比;采用低功耗设计和间断式工作方式,大大降低了系统的功耗。测试实验对比表明其主要技术指标已经接近国外同类产品的水平。 展开更多
关键词 便携式 矿物 红外光仪器
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短波近红外光谱法分析酒中乙醇含量 被引量:28
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作者 逯家辉 滕利荣 +3 位作者 蒋富明 任玉林 邱芳萍 王友兵 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期245-247,共3页
使用短波近红外光谱和多变量校正技术快速准确地测定酒中乙醇含量.研究了纯水、乙醇以及乙醇和水混合体系的光谱特征.用多元线性回归(MLR)和主成分回归(PCR)分析了二阶导数差谱数据.该法分析酒样具有方便、快速的优点.
关键词 酒样分析 乙醇 含量测定 短波红外光 酒精度测定 化学计量学 多元线性回归 主成分回归
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短波近红外光谱法同时定量分析水溶液中葡萄糖、果糖和蔗糖 被引量:16
7
作者 饶震红 李民赞 吉海彦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期633-635,共3页
用通用紫外-可见分光光度计的短波近红外光谱区域(800~1100nm),测量了葡萄糖、果糖和蔗糖混合水溶液的近红外光谱,并用偏最小二乘方法建立了同时定量分析水溶液中葡萄糖、果糖和蔗糖的模型。用正交设计法配制了25个校正集样品和9... 用通用紫外-可见分光光度计的短波近红外光谱区域(800~1100nm),测量了葡萄糖、果糖和蔗糖混合水溶液的近红外光谱,并用偏最小二乘方法建立了同时定量分析水溶液中葡萄糖、果糖和蔗糖的模型。用正交设计法配制了25个校正集样品和9个预测集样品,通过对校正集样品的建模和对预测集样品的检验,结果良好。对浓度范围分别在12.23~61.14mg·mL^-1,12.50~62.50mg·mL^-1,12.09~60.44mg·mL^-1的葡萄糖、果糖和蔗糖水溶液,校正集的相对标准偏差分别为1.43oA,4.51%和1.59%,预测集的相对标准偏差分别为3.40%,3.73%和2.80%。该方法对同时定量分析多组分体系,具有简便、快速价廉、易于推广应用等优点。 展开更多
关键词 短波红外光 偏最小二乘法 葡萄糖 果糖 蔗糖
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便携式近红外光谱矿物分析仪分光系统研制 被引量:7
8
作者 王智宏 林君 +2 位作者 武子玉 朱虹 占细雄 《岩矿测试》 CAS CSCD 2005年第1期59-61,共3页
自行研制了光机电一体化的便携式近红外光谱仪的分光系统,采用单光路光栅扫描机构,以单片机控制微型步进电动机驱动,正弦传动实现分光系统的线性波长扫描。仪器波长范围1300~2500nm,光谱分辨率7nm,波长准确性和重现性均小于2nm,全谱扫... 自行研制了光机电一体化的便携式近红外光谱仪的分光系统,采用单光路光栅扫描机构,以单片机控制微型步进电动机驱动,正弦传动实现分光系统的线性波长扫描。仪器波长范围1300~2500nm,光谱分辨率7nm,波长准确性和重现性均小于2nm,全谱扫描时间小于70s,重量小于5kg,体积为260mm×190mm×130mm。 展开更多
关键词 分光系统 便携式 红外光仪器 单片机 波长扫描
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便携式中波近红外光谱仪在线无损检测生鲜猪肉胆固醇 被引量:10
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作者 王辉 田寒友 +4 位作者 张顺亮 张昊 赵冰 李家鹏 乔晓玲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1759-1764,共6页
应用便携式近红外光谱仪采集320份生鲜猪肉在近红外光谱中波区的光谱信息,采用不同优化方法建立猪肉胆固醇预测模型,并对异常样品的剔除及组合预处理方法对模型性能的改善进行了分析。研究表明:通过对异常值的二次剔除,并使用SG一阶导数... 应用便携式近红外光谱仪采集320份生鲜猪肉在近红外光谱中波区的光谱信息,采用不同优化方法建立猪肉胆固醇预测模型,并对异常样品的剔除及组合预处理方法对模型性能的改善进行了分析。研究表明:通过对异常值的二次剔除,并使用SG一阶导数(savitzky-golay first derivative,SG 1st D)、SG平滑(savitzky-golay smoothing,SGS)和正交信号校正(OSC)的组合预处理方法,可获得最佳生鲜猪肉胆固醇预测模型,其参数如下:校正集相关系数(Rc)=0.9137,校正标准差(standard error of calibration,SEC)=2.5607,验证集相关系数(Rp)=0.656 7,预测标准差(standard error of prediction,SEP)=4.985 5,主因子数(principal factor,PF)=4,范围误差比(ratio of performance to standard deviation,RPD)=2.5032,相对预测标准差(relative standard error of prediction,RSEP)=8.625 4%,SEP/SEC=1.946 8,说明模型在近红外光谱中波区对猪肉胆固醇的分辨能力和预测准确度较好,通过向校正集中补充代表性样品可使模型稳健性进一步改善。对检验集样品预测值(prediction value,PV)与参比值(reference value,RV)的t检验显示二者之间无显著性差异(p>0.05),检验集样品总体预测准确率为62.5%,其中50~70mg·(100g)-1区段的局部预测准确率达到91.7%,可以用于生鲜猪肉胆固醇浓度的在线快速初步定量分析。该研究将便携式近红外光谱用于在近红外中波区对生鲜猪肉及肉制品中胆固醇浓度的分析和检测,通过进一步的研究和改进,可将其应用于产品的原料分级、品质和过程控制及市售产品的抽检等。 展开更多
关键词 便携式红外光 中波红外光 在线无损检测 生鲜猪肉 胆固醇浓度
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短波近红外光谱技术对葡萄酒中总糖含量快速测定的研究 被引量:13
10
作者 阿力塔 徐秀廷 +1 位作者 宋娟娟 刘淑琴 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期177-180,共4页
采用短波近红外光谱技术结合偏最小二乘法(PLS),建立了葡萄酒中总糖含量的定量分析数学模型,讨论了光谱预处理方法和主成分数对PLS模型预报精度的影响。应用所建模型对预测集样本中总糖含量进行预报,结果令人满意。该方法方便快捷,并且... 采用短波近红外光谱技术结合偏最小二乘法(PLS),建立了葡萄酒中总糖含量的定量分析数学模型,讨论了光谱预处理方法和主成分数对PLS模型预报精度的影响。应用所建模型对预测集样本中总糖含量进行预报,结果令人满意。该方法方便快捷,并且具有较高的预报精度,可以用于葡萄酒中总糖含量的快速测定。 展开更多
关键词 短波红外光 偏最小二乘法 葡萄酒 总糖含量 快速测定
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基于短波近红外光谱技术的原蜜高果糖浆掺假度鉴别 被引量:4
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作者 陈桂云 吴威 +1 位作者 黄玉萍 陈坤杰 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期165-170,共6页
虽然全波段近红外光谱信息量丰富,但应用成本过高。发展短波近红外蜂蜜掺假鉴别技术,更能适应中国蜂蜜市场频繁检测需要。将高果糖浆掺入9种原蜜,制备得153个不同掺假度的样本。以透射方式采集了样本600~1 100 nm波段的近红外光谱。用Rc... 虽然全波段近红外光谱信息量丰富,但应用成本过高。发展短波近红外蜂蜜掺假鉴别技术,更能适应中国蜂蜜市场频繁检测需要。将高果糖浆掺入9种原蜜,制备得153个不同掺假度的样本。以透射方式采集了样本600~1 100 nm波段的近红外光谱。用Rc/SECV值作为定标因子确定并优化模型,用预测指数RP/SEP值评价模型预测能力。在保留外部评价同时定义模型综合评价指数C对优选的10个模型予以综合评价。用tansig函数和logsig函数作为网络隐含层和输出层转化函数,建立鉴别蜂蜜高果糖浆掺假度的短波近红外人工神经网络模型。结果表明:遴选出的最优模型(组合小波去噪、一阶导数、均值中心化和基线校正预处理,欧氏距离KS分类,690~1 019 nm波段,ANN主因子数和隐含层节点数为15和12),其综合评价指数C=4.690,模型可评判为好。校正集和测试集的决定系数分别达到了0.939和0.970。结论:深入挖掘短波近红外信息,用以定量鉴别蜂蜜掺假程度在技术上具有可行性。可据此开发更节约的短波近红外便携仪用于市场中蜂蜜掺假检测。 展开更多
关键词 蜂蜜 短波红外光 掺假 高果糖浆
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短波近红外光谱快速无损检测生鲜鸡肉胆固醇含量 被引量:5
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作者 王辉 田寒友 +5 位作者 邹昊 刘飞 李家鹏 陈文华 狄艳全 乔晓玲 《肉类研究》 北大核心 2016年第3期29-32,共4页
采用短波近红外光谱对生鲜鸡肉中的胆固醇含量进行检测,使用便携式近红外光谱仪在近红外光谱短波区域采集236份生鲜鸡肉的光谱信息,采用化学计量学法建立鸡肉胆固醇的偏最小二乘法定量预测模型。结果表明:最佳光谱预处理方法为标准化和... 采用短波近红外光谱对生鲜鸡肉中的胆固醇含量进行检测,使用便携式近红外光谱仪在近红外光谱短波区域采集236份生鲜鸡肉的光谱信息,采用化学计量学法建立鸡肉胆固醇的偏最小二乘法定量预测模型。结果表明:最佳光谱预处理方法为标准化和基线校正,并通过剔除两次异常值对模型进行校正,所建定标模型的校正集相关系数Rc=0.801 1,校正标准差(s_(EC))=6.699 8,验证集相关系数R_p=0.803 4,预测标准差(s_(EP))=7.529 6,主因子数MF=4,s_(EP)/s_(EC)=1.12,说明模型可靠性、稳健性和预测效果较好。 展开更多
关键词 便携式红外光 短波红外光 快速无损检测 生鲜鸡肉 胆固醇含量
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短波近红外光谱结合ν-SVM法快速无损鉴别淀粉种类 被引量:2
13
作者 邹婷婷 窦英 +4 位作者 王莹 宋焕禄 庞小一 陶菲菲 张秋晨 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期176-178,共3页
选用不同厂家的红薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉共112个样品,利用短波近红外光谱技术对淀粉种类进行鉴别。分别采用马氏距离判别法、C-支持向量机(C-SVM)、ν-支持向量机(ν-SVM)建立淀粉种类鉴别的短波近红外光谱模型;并对比多元散射... 选用不同厂家的红薯淀粉、马铃薯淀粉和玉米淀粉共112个样品,利用短波近红外光谱技术对淀粉种类进行鉴别。分别采用马氏距离判别法、C-支持向量机(C-SVM)、ν-支持向量机(ν-SVM)建立淀粉种类鉴别的短波近红外光谱模型;并对比多元散射矫正、平滑、一阶微分、二阶微分等多种预处理方法后的建模结果。结果表明:同时使用平滑、多元散射矫正、一阶微分3种预处理方法后,ν-SVM分类模型的效果最佳;训练集交叉验证正确率为100%,测试集正确率也达到100%。该模型快速准确无损的鉴别淀粉种类是可行的。 展开更多
关键词 短波红外光技术 淀粉 马氏距离判别 ν-支持向量机(ν-SVM) 定性分析
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利用可见—短波近红外光谱法检测马铃薯干物质含量 被引量:5
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作者 陈争光 冯惠妍 +2 位作者 尹淑欣 王雪 王淑云 《黑龙江八一农垦大学学报》 2018年第2期47-51,共5页
为了快速测定马铃薯干物质含量,利用可见-短波近红外光谱无损检测马铃薯的干物质含量,以207个具有代表性的马铃薯样本作为研究对象,其中115个作为马铃薯切片样本的研究,92个作为完整马铃薯的研究,通过对比两种样本的模型预测效果,探讨可... 为了快速测定马铃薯干物质含量,利用可见-短波近红外光谱无损检测马铃薯的干物质含量,以207个具有代表性的马铃薯样本作为研究对象,其中115个作为马铃薯切片样本的研究,92个作为完整马铃薯的研究,通过对比两种样本的模型预测效果,探讨可见-短波近红外光谱用于马铃薯干物质含量的完全无损检测的可行性。切片样本光谱数据用Savitzky-Golay(S-G)一阶卷积求导方法预处理,根据局部最大值最小值原则和含氢基团(C-H、O-H)伸缩振动的敏感波段选定了5段特征波长参与建模,模型外部检验决定系数R^2=0.941 6,标准误差RMSE=3.91。完整马铃薯样本光谱数据在Multiplicative Scatter Correction(MSC)基础上使用S-G一阶卷积求导方法预处理,通过选取了线性关系较好的5段波长参与建模。模型外部检验决定系数R2=0.847 5,标准误差RMSE=4.07。结果表明,完整马铃薯样本模型的检测效果虽然没有切片样本效果理想,但仍可以作为实际生产中进行马铃薯干物质含量检验的有效手段。 展开更多
关键词 可见-短波红外光 马铃薯 干物质 无损检测
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基于短波近红外光谱盐酸氟桂利嗪粉末药品质量比的估算方法 被引量:1
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作者 曲楠 朱明超 窦森 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1325-1330,共6页
基于短波近红外(SW-NIR)漫反射光谱,提出一种非破坏定量预测盐酸氟桂利嗪粉末药品质量比的新方法.以高效液相色谱法(HPLC)分析值为参考值,将遗传算法(GA)和神经网络相结合,建立盐酸氟桂利嗪粉末药品的光谱特性与质量比间的定量分析模型... 基于短波近红外(SW-NIR)漫反射光谱,提出一种非破坏定量预测盐酸氟桂利嗪粉末药品质量比的新方法.以高效液相色谱法(HPLC)分析值为参考值,将遗传算法(GA)和神经网络相结合,建立盐酸氟桂利嗪粉末药品的光谱特性与质量比间的定量分析模型.应用GA自动构建神经网络拓扑结构,选择最优的网络参数和光谱波段;讨论不同光谱预处理方法对神经网络预报能力的影响,并对测试集样品质量比进行预测.结果表明,一阶导数数据预处理方法为最优预处理建模方法,其测试集的均方根误差RMSE=0.198 7%,相关系数R=0.986 3. 展开更多
关键词 短波红外光 漫反射 神经网络 遗传算法 盐酸氟桂利嗪
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比较用可见/短波近红外光谱结合机器学习算法测量土壤性质的不同多元校准方法分析
16
作者 黄招娣 陈再良 +4 位作者 王琛 田彭 章海亮 谢潮勇 刘雪梅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3535-3540,共6页
土壤肥力通常由有机质、总氮、速效磷、速效钾等含量决定。这些物质的含量通常采用可见/长波近红外光谱(visible/near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:350~2500 nm)进行研究,可见/短波近红外区域(visible/shortwave near-infrared spec... 土壤肥力通常由有机质、总氮、速效磷、速效钾等含量决定。这些物质的含量通常采用可见/长波近红外光谱(visible/near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:350~2500 nm)进行研究,可见/短波近红外区域(visible/shortwave near-infrared spectroscopy,Vis/NIRS:325~1075 nm)的研究却非常罕见,将可见/短波近红外光谱结合机器学习算法来测量土壤养分具有巨大潜力。选取了南昌市新建区和吉安市安福县的四个村庄作为样品获取地点,通过2×2网格法选取对角区的10~30 cm深度的土壤样本,其中水稻土120份(水稻土1和水稻土2),棕壤60份、红壤60份。样品经过研磨、风干等处理后用四分法均匀划分为两份,用于测定样品光谱信息和理化信息。将获取的光谱数据去除325~349和1073~1075 nm的噪声波段,然后采用S-G卷积平滑结合一阶导数进行预处理。将预处理后的光谱数据进行主成分分析(PCA),根据主成分分析得到的得分图(PC1:98.44%,PC2:3.5%,PC3:0.14%)显示出样品存在明显聚类现象且在二维空间内相互可分,样品存在明显聚类现象,PCA可以在一定程度上合理解释不同土壤样品的光谱特征差异。将预处理后的光谱数据建立全波段主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLSR)模型,通过PCA和PLSR对光谱数据降维,提取出3个主成分因子(PCs)和9个潜在变量(LVs),建立非线性反向传播神经网络(BPNN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型。通过比较PCR、PLSR、BPNN和LS-SVM方法对Vis/SW-NIRS及对OM、TN、P、K的预测精度,得出以下结论:(1)LS-SVM-LVs模型在所有土壤性能方面都优于PCR、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs和LS-SVM-PCs模型;(2)LS-SVM-LVs模型对OM和N的预测精度最高,这是在NIR区域具有光谱响应的特性;(3)采用Vis/SW-NIRS测定土壤矿质养分P和钾,具有不同的准确性,这是由于光谱活性成分的共变。根据本研究取得的结果,建议采用LS-SVM-LVs分析作为预测土壤性质(OM、TN、P和K)的最佳模型方法。然而,还需要进一步的研究来深入解释在近红外区域不具有直接光谱响应的土壤特性的测量。该研究成果可以为当地的精细农业的发展提供理论与技术参考。 展开更多
关键词 可见/短波红外光 土壤 主成分分析 最小二乘支持向量机 反向传播神经网络
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基于近红外光谱技术的便携式水体浊度检测仪研究 被引量:4
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作者 张琴 郑立华 +3 位作者 李民赞 孙红 张瑶 糜修尘 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期236-240,235,共6页
为了快速准确地探测水产养殖中水体浊度,提出了基于近红外光散射/透射综合测量原理,并在此基础上开发了便携式水体浊度光学检测仪。浊度仪使用AT89S52单片机作为控制芯片,由发光单元、探测单元和控制单元组成。其中发光单元包括2组860 n... 为了快速准确地探测水产养殖中水体浊度,提出了基于近红外光散射/透射综合测量原理,并在此基础上开发了便携式水体浊度光学检测仪。浊度仪使用AT89S52单片机作为控制芯片,由发光单元、探测单元和控制单元组成。其中发光单元包括2组860 nm的LED光源及对应的准直透镜;探测单元包括2个光电传感器;控制单元包括公共的光源驱动电路、两级放大电路和A/D转换电路。对水体浊度检测仪进行了实验室标定试验、性能试验以及现场采样试验和分析。结果表明,该水体浊度检测仪达到了较高测定精度,其标定决定系数R2c为0.994,验证决定系数R2v为0.999,分辨率为0.01 NTU,误差为±2%,达到实用水平。 展开更多
关键词 水产养殖 水体浊度 红外光技术 便携式检测仪 散射/透射综合测量原理
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漫透射近红外光谱的便携式面粉品质安全检测仪的设计 被引量:3
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作者 张孝红 蒋雪松 +5 位作者 沈飞 姜洪喆 周宏平 何学明 江殿程 张祎 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1235-1242,共8页
基于近红外漫透射光谱分析技术,设计了便携式面粉品质安全检测仪,该检测仪主要包括光谱采集模块、光源控制模块、处理与显示模块以及电源模块。其中漫透射检测附件不仅可以实现光谱补偿功能,还可以有效避免外界杂散光的干扰,设计了控制... 基于近红外漫透射光谱分析技术,设计了便携式面粉品质安全检测仪,该检测仪主要包括光谱采集模块、光源控制模块、处理与显示模块以及电源模块。其中漫透射检测附件不仅可以实现光谱补偿功能,还可以有效避免外界杂散光的干扰,设计了控制光源开关的电路,通过实验确定样品的最佳厚度。选用树莓派4B作为核心处理器,选用可充电锂电池供电,仪器可持续供电2 h,仪器大小为250 mm×170 mm×300 mm。以去除麸皮后由小麦磨成的面粉为研究对象,总共180份样品,每份样品再分三份,分别为黄色、红色和蓝色。对所有的红色样品使用波长为900~1870 nm的近红外漫透射光谱进行光谱信息采集并记录,对所有的黄色样品进行湿度值的测量并记录,对所有的蓝色样品进行DON含量的测量并记录,三种样品需要同时进行测量。利用箱线图剔除光谱两端的噪声和一个异常样本,最终选取1048~1747 nm波段光谱进行建模。利用多元散射校正(MSC)、S-G卷积平滑和标准正态变换(SNV)对原始光谱数据进行预处理,分别建立了面粉湿度的偏最小二乘回归预测模型和DON含量超标与否的PCA-逻辑回归分类模型。所建湿度的最优PLSR预测模型的建模集和预测集相关系数分别为0.883和0.853,均方根误差分别为0.382%和0.286%,残差预测偏差RPD为2.5;所建DON含量超标与否的PCA-逻辑回归分类模型的预测集ROC曲线下的AUC值为0.927,混淆矩阵显示未超标样本的预测准确率为96%,超标样本的预测准确率为89%。基于PyQt5设计GUI界面,运用Python语言编写了面粉品质实时检测系统,该检测软件可以实现PLSR、PCA-逻辑回归模型的训练、保存和加载。利用外部验证集试验验证了便携式面粉多品质检测仪的精确性和稳定性。结果显示面粉湿度的外部验证集相关系数和均方根误差为0.876和0.21%,最大相对误差为2.89%。面粉DON含量超标与否的识别准确率为90%,表明该仪器可以对面粉的湿度和DON含量超标与否进行无损检测分析。 展开更多
关键词 面粉 红外光 品质 便携式 无损检测 呕吐毒素
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基于便携式近红外光谱仪的柴油硫质量分数检测 被引量:5
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作者 郑权 祝诗平 +2 位作者 齐宝华 唐鑫 黄华 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期232-238,共7页
柴油中的硫是机动车排放造成大气污染的主要成分之一,目前各国政府制定了限定柴油硫质量分数的措施,因此研究对柴油中硫质量分数的快速检测方法具有重要意义.应用便携式近红外光谱仪采集不同硫质量分数柴油的光谱,共采集261份柴油的近... 柴油中的硫是机动车排放造成大气污染的主要成分之一,目前各国政府制定了限定柴油硫质量分数的措施,因此研究对柴油中硫质量分数的快速检测方法具有重要意义.应用便携式近红外光谱仪采集不同硫质量分数柴油的光谱,共采集261份柴油的近红外光谱数据,利用Kennard-Stone(K-S)算法以3∶1比例将样本划分为校正集和预测集.对原始光谱在全谱区间采用去中心化、归一化、多元散射校正和15点2次平滑等多种预处理.实验结果表明,去中心化预处理方法对建立柴油硫质量分数的偏最小二乘回归(PLSR)模型效果最优,其决定系数(R2)为0.894和预测均方根误差(RMSEP)为89.17,相对分析误差(RPD)为3.089.比较了蒙特卡罗无信息变量消除(MCUVE)和竞争性自适应加权抽样(CARS)两种波长选择算法,最终使用CARS算法提取得到35个特征波长点进行高斯过程回归(GPR)建模的结果最佳,其R2为0.967,预测均方根误差为45.378,相对分析误差为5.616.结果表明,利用便携式近红外光谱技术建立柴油硫质量分数定量预测模型,实现对柴油中硫质量分数快速和无损的近红外定量检测具有可行性. 展开更多
关键词 红外光 柴油硫质量分数 便携式 波长选择 高斯过程回归
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基于便携式近红外光谱仪的食品接触性塑料鉴别 被引量:10
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作者 郝勇 温钦华 +1 位作者 饶敏 陈斌 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2018年第4期124-127,共4页
采用便携式近红外光谱仪对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)6类食品接触性塑料材质进行鉴别研究。用5点平滑、多元散射校正(MSC)、一阶导数和标准正态变... 采用便携式近红外光谱仪对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)6类食品接触性塑料材质进行鉴别研究。用5点平滑、多元散射校正(MSC)、一阶导数和标准正态变量变换(SNV)4种方法对塑料样品光谱进行预处理;主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)分别用于塑料样品光谱空间分布分析和定性判别模型的建立。结果表明:光谱经SNV和MSC预处理后,6类塑料样品在前3个主成分空间得到了较好的分离;PLS-DA结合SNV预处理方法可得到精简的塑料材质定性判别模型,模型校正集和预测集的正确识别率(CRR)均为100%。该方法可为食品接触性塑料材质的快速鉴别提供参考。 展开更多
关键词 便携式 红外光 食品接触性塑料 主成分分析 偏最小二乘判别分析
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