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基于模拟退火波长优化的草莓坚实度近红外光谱检测
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:0
  • 页码:99-103
  • 分类:O657.33[理学—分析化学;理学—化学] TS207.3[轻工技术与工程—食品科学;轻工技术与工程—食品科学与工程]
  • 作者机构:[1]江苏大学食品与生物工程学院,镇江212013, [2]江苏大学计算机与通信工程学院,镇江212013
  • 相关基金:国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2008AA10Z208); 国家自然科学基金资助项目(60901079); 江苏省六大人才高峰和青蓝工程资助项目; 国家博士后科学基金; 优秀博士论文基金资助项目
  • 相关项目:设施栽培作物营养元素亏缺的高光谱图像信息处理
中文摘要:

为提高近红外光谱技术检测草莓坚实度模型的精度和鲁棒性,研究了一种基于模拟退火算法的波长优选方法,并找到一种与该算法配套的光谱预处理方法。利用光谱仪和物性仪分别采集草莓样品近红外漫反射光谱和坚实度数据,并采用标准正交变换、多元散射校正、一阶导数、二阶导数等方法对原始光谱进行预处理;最后,利用模拟退火算法优选与草莓坚实度高度相关的波数点变量,结合偏最小二乘法建立草莓坚实度预测模型。结果表明:经过标准正交变换预处理后,采用模拟退火算法优选出24个波数点,在主成分数为5时,建立的偏最小二乘模型具有最佳预测效果,模型校正集样本相关系数rc为0.934 2,校正均方根误差为0.665 N/cm2;预测样本相关系数rp为0.919 7,预测均方根误差为0.673 N/cm2。研究表明:模拟退火算法可以提高近红外模型预测草莓坚实度的精度和鲁棒性,并降低预测模型复杂度。

英文摘要:

In order to improve the accuracy and robust of NIR spectroscopy modules in predicting the firmness of strawberry,simulated annealing algorithm(SAA) was used to select the wavenumbers in NIR spectra.A preprocessing method was also selected to adapt the SAA.Firstly,150 strawberries were selected to collect NIR spectra.Secondly,preprocessing methods,such as SNV,MSC,1st order derivation,2nd order derivation,were used to denoise the NIR spectra of strawberry.Thirdly,24 wavenumbers were selected by simulated annealing algorithm.At last,partial least square was employed to establish the calibration models of firmness.The calibration model was obtained with the correlation coefficient rc of 0.934 2,the root mean square error of calibration of 0.665 N/cm2 and the correlation coefficient rp of 0.919 7,the root mean square error of prediction of 0.673 N/cm2.The results show that SAA can improve the robust and accuracy and simplify NIR spectra models.

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期刊论文 22 会议论文 1 获奖 12 专利 10 著作 1
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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884