当前位置:主页 > 科技论文 > 物理论文 >

利用主成分权重重置实现牛奶成分浓度快速检测中近红外光谱的净化去噪

发布时间:2018-03-01 03:18

  本文关键词: 光谱学 近红外光谱 光谱分析 直方图规定化 模糊层次分析法 权重 出处:《光学学报》2017年10期  论文类型:期刊论文


【摘要】:为了利用近红外光谱技术对牛奶中脂肪、蛋白质和乳糖的浓度进行快速检测,提出了基于直方图规定化和模糊层次分析法的近红外光谱主成分权重重置预处理方法。针对牛奶样品的光谱进行主成分分析,确定光谱数据中的最佳主成分数,得到了各主成分的得分和权重。采用直方图规定化的数学统计思想实现二维光谱矩阵的滤波及净化去噪,利用模糊层次分析方法对有效主成分信息的权重进行重置映射,滤掉无关的主成分干扰信息,建立权重重置后的光谱。在此基础上,对预处理后的光谱数据进行脂肪、蛋白质和乳糖的偏最小二乘回归1(PLS1)建模,得到脂肪的相关系数为0.980,预测均方根误差为0.158×10~(-2) g·mL~(-1);蛋白质的相关系数为0.997,实际预测偏差为0.050×10~(-2) g·mL~(-1);乳糖的相关系数为0.985,实际预测偏差为0.152×10~(-2) g·mL~(-1)。由模型预测结果可知,基于直方图规定化和模糊层次分析法的近红外光谱主成分权重重置预处理方法比常规预处理方法具有更好的滤波和去噪效果,说明将直方图规定化和模糊层次分析法相结合对牛奶近红外光谱进行预处理具有可行性。
[Abstract]:In order to detect the concentration of fat, protein and lactose in milk by near infrared spectroscopy, Based on histogram specification and fuzzy analytic hierarchy process (FAHP), a preprocessing method for resetting the weight of principal components of near infrared spectrum is proposed. The spectrum of milk samples is analyzed by principal component analysis to determine the best principal component fraction in the spectral data. The scores and weights of each principal component are obtained, the filtering and de-noising of two-dimensional spectral matrix are realized by using the mathematical statistics idea of histogram specification, and the weight of effective principal component information is reset and mapped by using fuzzy hierarchy analysis method. Filtering out the irrelevant principal component interference information, establishing the spectrum after the weight reset. On this basis, the pretreated spectral data are modeled by partial least squares regression of fat, protein and lactose. The correlation coefficient of fat is 0.980, the root mean square error of prediction is 0.158 脳 10 ~ (-2) g 路mL ~ (-1), the correlation coefficient of protein is 0.997, the actual prediction deviation is 0.050 脳 10 ~ (-2) g 路mL ~ (-1), the correlation coefficient of lactose is 0.985, and the actual prediction deviation is 0.152 脳 10 ~ (-2) g 路mL ~ (-1). Based on histogram specification and fuzzy analytic hierarchy process, the resetting preprocessing method of principal component weight of near infrared spectrum has better filtering and denoising effect than conventional preprocessing method. It is feasible to pretreat milk near infrared spectrum by histogram specification and fuzzy analytic hierarchy process.
【作者单位】: 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院;哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11574065)
【分类号】:O433

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 彭玺;王先培;黄云光;;基于多尺度加权主成分分析的SF_6红外光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2012年06期

2 曾卫明,梁晓云,罗立民;一种基于复数主成分分析的磁共振波谱量化预处理方法[J];电子与信息学报;2005年01期

3 ;新书快讯:《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)简介[J];光谱学与光谱分析;2010年11期

4 ;新书快讯:《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)简介[J];光谱学与光谱分析;2011年02期

5 ;新书快讯:《傅里叶变换红外光谱分析》(第2版)简介[J];光谱学与光谱分析;2011年01期

6 邱洪波;红外光谱辐射机理研究[J];郑州大学学报(自然科学版);1996年S2期

7 ;全国第一届近红外光谱学术会议通知[J];光谱学与光谱分析;2006年09期

8 ;全国第2届近红外光谱学术会议通知(第二轮)[J];光谱学与光谱分析;2008年07期

9 ;全国第2届近红外光谱学术会议通知(第二轮)[J];光谱学与光谱分析;2008年09期

10 高荣强;范世福;严衍禄;赵丽丽;;近红外光谱的数据预处理研究[J];光谱仪器与分析;2003年04期

相关会议论文 前7条

1 ;全国第一届近红外光谱学术会议通知[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(一)[C];2006年

2 饶丹;;三种头相关传输函数主成分分析方法的比较[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年

3 李莉娟;孙凤久;楼丹花;;纳米Al_2O_3的晶型及粒度对其红外光谱的影响[A];第十届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2005年

4 胡自强;袁景和;;基于高阶累计的盲目去卷积算法在红外光谱中的应用[A];第十届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2005年

5 田永驰;梁映秋;;1,3,5,—三硝基苯和苦味酸的激光拉曼与红外光谱及其振动分析[A];全国第三届光散射学术会议论文摘要[C];1985年

6 康青;张良莹;姚熹;;复合红外材料反射光谱经验公式[A];'99十一省(市)光学学术会议论文集[C];1999年

7 魏合理;陈秀红;戴聪明;杜荣强;;地基大气背景红外光谱辐射特性测量研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前4条

1 王凌群;基于统计特性分析的航空电磁数据噪声压制技术研究[D];吉林大学;2016年

2 龚祖永;光学和振动分子光谱的理论研究[D];中国科学技术大学;2016年

3 刘海;基于变分模型的红外光谱超分辨率方法研究[D];华中科技大学;2014年

4 宋宁;非均匀介质的光学和红外光谱性质[D];南开大学;2009年

相关硕士学位论文 前5条

1 赵中原;基于THz技术的小麦品质无损检测研究[D];河南工业大学;2016年

2 黄常钊;阵列式近红外光谱信号获取技术研究[D];暨南大学;2011年

3 刘旋;多波长LED诱导荧光光谱技术在食品检测方面的应用研究[D];浙江大学;2014年

4 潘苏醒;集成二维多光栅红外光谱成像系统的研制[D];复旦大学;2008年

5 刘毅;沃尔夫—拉叶星的红外光谱研究[D];重庆大学;2014年



本文编号:1550170

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/1550170.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d342d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com