花椒产地、新陈度及掺伪的近红外光谱鉴别方法研究
发布时间：2022-10-29 09:44
花椒是我国重要的经济作物之一,在现代农业经济中占有重要的地位。本文将近红外光谱技术应用于花椒产地溯源、新陈度及掺伪检测,探索了国内外缺乏花椒产地溯源和质量安全快速检测方法,建立了基于近红外光谱的花椒产地、新陈度及掺伪的快速鉴别方法,成本低、速度快、样品无损且绿色环保,为花椒质量安全可追溯体系的建立奠定基础,同时也对名优花椒品牌保护、向市场监管部门提供有力执法工具、有效维护生产者和消费者合法利益具有重要的意义。具体的主要研究和结论如下:（1）开展了花椒产地近红外光谱定性鉴别机理研究。建立了基于CNN、DPLS、SVM、RBF-NN的花椒产地近红外光谱鉴别模型。收集了8个产地的花椒样品采集近红外光谱,探讨不同激活函数对CNN花椒产地鉴别模型的影响;比较多种预处理对DPLS花椒产地鉴别模型的影响;比较Grid、GA、PSO三种搜索最佳径向基核函数参数对SVM花椒产地鉴别模型的影响;比较不同小波预处理对RBF-NN花椒产地鉴别模型的影响。使用“小波去噪”预处理、ReLU激活函数的CNN模型训练集样本的留一交叉验证鉴别正确率为98.17%,测试集样本的鉴别正确率为95.12%;采用DPLS方法使...
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 花椒概况
1.1.1 花椒品种及分布
1.1.2 花椒的化学成分与理化指标
1.2 我国花椒质量现状
1.3 花椒检测技术研究进展
1.3.1 花椒主要化学成分
1.3.2 花椒产地鉴别
1.3.3 花椒真伪鉴别
1.4 近红外光谱技术
1.4.1 近红外光谱的基本原理
1.4.2 近红外光谱分析技术的特点
1.4.3 近红外光谱定性分析过程
1.5 近红外光谱应用于农产品、食品定性鉴别的研究进展
1.5.1 酒类近红外光谱定性鉴别研究进展
1.5.2 食用油近红外光谱定性鉴别研究进展
1.5.3 中药近红外光谱定性鉴别研究进展
1.5.4 其它农产品近红外光谱定性鉴别研究进展
1.6 本文研究的目的和意义
1.7 研究内容与技术路线
1.7.1 研究内容
1.7.2 技术路线
第2章 近红外光谱分析方法
2.1 数据预处理方法
2.1.1 异常数据检测及不完整数据的处理
2.1.2 噪声数据处理
2.1.3 数据增强
2.1.4 光散射校正
2.2 波长选择方法
2.3 数据建模方法
2.3.1 定性分类识别建模方法
2.3.2 定量分析建模方法
2.4 小结
第3章 花椒样品收集、光谱采集及图谱库构建
3.1 花椒样品品种选择
3.2 仪器设备
3.3 花椒近红外光谱采集条件
3.3.1 采集模式
3.3.2 测试温度
3.3.3 累积次数
3.3.4 分辨率
3.4 花椒样品收集与近红外光谱图谱库构建
3.4.1 花椒产地鉴别近红外光谱图谱库构建
3.4.2 花椒新陈度鉴别近红外光谱图谱库构建
3.4.3 花椒粉掺假鉴别近红外光谱图谱库构建
3.5 小结
第4章 花椒产地近红外光谱鉴别研究
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 方法
4.3 主成分分析
4.4 花椒产地CNN鉴别模型的建立和验证
4.4.1 卷积神经网络理论及方法
4.4.2 光谱降维与光谱信息矩阵构造
4.4.3 模型的建立和验证
4.5 花椒产地DPLS鉴别模型的建立和验证
4.5.1 DPLS模型的建立
4.5.2 DPLS模型的验证
4.6 花椒产地SVM鉴别模型的建立和验证
4.6.1 SVM参数的寻优算法
4.6.2 SVM模型的建立和验证
4.7 花椒产地RBF-NN鉴别模型的建立和验证
4.8 不同建模方法花椒产地鉴别效果比较
4.9 小结
第5章 花椒新陈度近红外光谱鉴别研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 方法
5.3 花椒新陈度SRC鉴别模型的建立和验证
5.3.1 稀疏表示分类理论及方法
5.3.2 光谱预处理及光谱降维
5.3.3 模型的建立和验证
5.4 花椒新陈度DPLS鉴别模型的建立和验证
5.4.1 DPLS模型的建立
5.4.2 DPLS模型的验证
5.5 花椒新陈度SVM鉴别模型的建立和验证
5.5.1 网格搜索参数寻优结果
5.5.2 GA搜索参数寻优结果
5.5.3 PSO搜索参数寻优结果
5.6 花椒新陈度RBF-NN鉴别模型的建立和验证
5.7 不同建模方法的判别效果比较
5.8 小结
第6章 花椒粉掺假近红外光谱鉴别研究
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 实验材料
6.2.2 方法
6.3 主成分分析及波长选择
6.4 掺假花椒粉定性鉴别模型的建立和验证
6.4.1 掺假花椒粉DPLS鉴别模型的建立和验证
6.4.2 掺假花椒粉SVM鉴别模型的建立和验证
6.5 掺假花椒粉定量分析模型的建立和验证
6.6 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 论文的创新点
7.3 展望
参考文献
缩略词表
致谢
在校期间科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]近红外光谱技术快速鉴别淫羊藿药材产地[J]. 吴永军,杨越,郑继宇,刘雪松,吴永江,张文涛,秦培红,周书繁,李为理,陈勇. 时珍国医国药. 2017(08)
[2]改进的修剪随机森林算法在烟叶近红外光谱产地识别中的应用研究[J]. 孔清清,丁香乾,宫会丽. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[3]4种不同产地青、红花椒挥发油成分及香气特征研究[J]. 田卫环,张蓓. 香料香精化妆品. 2017(02)
[4]基于双指标分析法和聚类分析法的花椒红外指纹图谱研究[J]. 课净璇,黎杉珊,申光辉,吴贺军,罗擎英,刘兴艳,陈安均,张志清. 食品与机械. 2017(03)
[5]基于卷积神经网络的维吾尔语语音识别[J]. 梁玉龙,屈丹,李真,张文林. 信息工程大学学报. 2017(01)
[6]不同种质花椒氨基酸组成及营养价值评价[J]. 侯娜,赵莉莉,魏安智,杨途熙. 食品科学. 2017(18)
[7]小波去噪对近红外光谱鉴别转基因菜籽油的影响分析[J]. 袁嘉佑,祝诗平. 四川农业大学学报. 2016(03)
[8]GC-MS-AMDIS结合保留指数分析比较花椒与青椒挥发油的组成[J]. 刘飞,梅国荣,卢俊宇,潘欢欢,陈林,刘友平,陈鸿平. 中国实验方剂学杂志. 2017(05)
[9]基于卷积神经网络分类的说话人识别算法[J]. 胡青,刘本永. 信息网络安全. 2016(04)
[10]机器视觉在花椒品种鉴别中的初步研究[J]. 吴莉莉,邢玉清,郑宝周,林爱英. 传感技术学报. 2016(01)
博士论文
[1]花椒遗传结构及系统发育的研究[D]. 冯世静.西北农林科技大学 2017
[2]近红外光谱新型建模方法与应用基础研究[D]. 张红光.浙江大学 2015
[3]农产品无损检测中的模式识别问题研究[D]. 余心杰.浙江大学 2015
[4]基于多源信息融合的龙井茶产地鉴别研究[D]. 贾文珅.吉林大学 2014
硕士论文
[1]花椒贮藏过程中麻味物质含量降低机理的初步研究[D]. 宋莹莹.西南大学 2014
[2]基于红外光谱的花椒品质快速检测技术研究[D]. 吉卉.西北农林科技大学 2010
本文编号：3697454
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 花椒概况
1.1.1 花椒品种及分布
1.1.2 花椒的化学成分与理化指标
1.2 我国花椒质量现状
1.3 花椒检测技术研究进展
1.3.1 花椒主要化学成分
1.3.2 花椒产地鉴别
1.3.3 花椒真伪鉴别
1.4 近红外光谱技术
1.4.1 近红外光谱的基本原理
1.4.2 近红外光谱分析技术的特点
1.4.3 近红外光谱定性分析过程
1.5 近红外光谱应用于农产品、食品定性鉴别的研究进展
1.5.1 酒类近红外光谱定性鉴别研究进展
1.5.2 食用油近红外光谱定性鉴别研究进展
1.5.3 中药近红外光谱定性鉴别研究进展
1.5.4 其它农产品近红外光谱定性鉴别研究进展
1.6 本文研究的目的和意义
1.7 研究内容与技术路线
1.7.1 研究内容
1.7.2 技术路线
第2章 近红外光谱分析方法
2.1 数据预处理方法
2.1.1 异常数据检测及不完整数据的处理
2.1.2 噪声数据处理
2.1.3 数据增强
2.1.4 光散射校正
2.2 波长选择方法
2.3 数据建模方法
2.3.1 定性分类识别建模方法
2.3.2 定量分析建模方法
2.4 小结
第3章 花椒样品收集、光谱采集及图谱库构建
3.1 花椒样品品种选择
3.2 仪器设备
3.3 花椒近红外光谱采集条件
3.3.1 采集模式
3.3.2 测试温度
3.3.3 累积次数
3.3.4 分辨率
3.4 花椒样品收集与近红外光谱图谱库构建
3.4.1 花椒产地鉴别近红外光谱图谱库构建
3.4.2 花椒新陈度鉴别近红外光谱图谱库构建
3.4.3 花椒粉掺假鉴别近红外光谱图谱库构建
3.5 小结
第4章 花椒产地近红外光谱鉴别研究
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 方法
4.3 主成分分析
4.4 花椒产地CNN鉴别模型的建立和验证
4.4.1 卷积神经网络理论及方法
4.4.2 光谱降维与光谱信息矩阵构造
4.4.3 模型的建立和验证
4.5 花椒产地DPLS鉴别模型的建立和验证
4.5.1 DPLS模型的建立
4.5.2 DPLS模型的验证
4.6 花椒产地SVM鉴别模型的建立和验证
4.6.1 SVM参数的寻优算法
4.6.2 SVM模型的建立和验证
4.7 花椒产地RBF-NN鉴别模型的建立和验证
4.8 不同建模方法花椒产地鉴别效果比较
4.9 小结
第5章 花椒新陈度近红外光谱鉴别研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 方法
5.3 花椒新陈度SRC鉴别模型的建立和验证
5.3.1 稀疏表示分类理论及方法
5.3.2 光谱预处理及光谱降维
5.3.3 模型的建立和验证
5.4 花椒新陈度DPLS鉴别模型的建立和验证
5.4.1 DPLS模型的建立
5.4.2 DPLS模型的验证
5.5 花椒新陈度SVM鉴别模型的建立和验证
5.5.1 网格搜索参数寻优结果
5.5.2 GA搜索参数寻优结果
5.5.3 PSO搜索参数寻优结果
5.6 花椒新陈度RBF-NN鉴别模型的建立和验证
5.7 不同建模方法的判别效果比较
5.8 小结
第6章 花椒粉掺假近红外光谱鉴别研究
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 实验材料
6.2.2 方法
6.3 主成分分析及波长选择
6.4 掺假花椒粉定性鉴别模型的建立和验证
6.4.1 掺假花椒粉DPLS鉴别模型的建立和验证
6.4.2 掺假花椒粉SVM鉴别模型的建立和验证
6.5 掺假花椒粉定量分析模型的建立和验证
6.6 小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 论文的创新点
7.3 展望
参考文献
缩略词表
致谢
在校期间科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]近红外光谱技术快速鉴别淫羊藿药材产地[J]. 吴永军,杨越,郑继宇,刘雪松,吴永江,张文涛,秦培红,周书繁,李为理,陈勇. 时珍国医国药. 2017(08)
[2]改进的修剪随机森林算法在烟叶近红外光谱产地识别中的应用研究[J]. 孔清清,丁香乾,宫会丽. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[3]4种不同产地青、红花椒挥发油成分及香气特征研究[J]. 田卫环,张蓓. 香料香精化妆品. 2017(02)
[4]基于双指标分析法和聚类分析法的花椒红外指纹图谱研究[J]. 课净璇,黎杉珊,申光辉,吴贺军,罗擎英,刘兴艳,陈安均,张志清. 食品与机械. 2017(03)
[5]基于卷积神经网络的维吾尔语语音识别[J]. 梁玉龙,屈丹,李真,张文林. 信息工程大学学报. 2017(01)
[6]不同种质花椒氨基酸组成及营养价值评价[J]. 侯娜,赵莉莉,魏安智,杨途熙. 食品科学. 2017(18)
[7]小波去噪对近红外光谱鉴别转基因菜籽油的影响分析[J]. 袁嘉佑,祝诗平. 四川农业大学学报. 2016(03)
[8]GC-MS-AMDIS结合保留指数分析比较花椒与青椒挥发油的组成[J]. 刘飞,梅国荣,卢俊宇,潘欢欢,陈林,刘友平,陈鸿平. 中国实验方剂学杂志. 2017(05)
[9]基于卷积神经网络分类的说话人识别算法[J]. 胡青,刘本永. 信息网络安全. 2016(04)
[10]机器视觉在花椒品种鉴别中的初步研究[J]. 吴莉莉,邢玉清,郑宝周,林爱英. 传感技术学报. 2016(01)
博士论文
[1]花椒遗传结构及系统发育的研究[D]. 冯世静.西北农林科技大学 2017
[2]近红外光谱新型建模方法与应用基础研究[D]. 张红光.浙江大学 2015
[3]农产品无损检测中的模式识别问题研究[D]. 余心杰.浙江大学 2015
[4]基于多源信息融合的龙井茶产地鉴别研究[D]. 贾文珅.吉林大学 2014
硕士论文
[1]花椒贮藏过程中麻味物质含量降低机理的初步研究[D]. 宋莹莹.西南大学 2014
[2]基于红外光谱的花椒品质快速检测技术研究[D]. 吉卉.西北农林科技大学 2010
本文编号：3697454
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