本文關(guān)鍵詞： 光譜學(xué) 近紅外光譜 光譜分析 直方圖規(guī)定化 模糊層次分析法 權(quán)重　出處：《光學(xué)學(xué)報(bào)》2017年10期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)牛奶中脂肪、蛋白質(zhì)和乳糖的濃度進(jìn)行快速檢測(cè),提出了基于直方圖規(guī)定化和模糊層次分析法的近紅外光譜主成分權(quán)重重置預(yù)處理方法。針對(duì)牛奶樣品的光譜進(jìn)行主成分分析,確定光譜數(shù)據(jù)中的最佳主成分?jǐn)?shù),得到了各主成分的得分和權(quán)重。采用直方圖規(guī)定化的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)二維光譜矩陣的濾波及凈化去噪,利用模糊層次分析方法對(duì)有效主成分信息的權(quán)重進(jìn)行重置映射,濾掉無關(guān)的主成分干擾信息,建立權(quán)重重置后的光譜。在此基礎(chǔ)上,對(duì)預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行脂肪、蛋白質(zhì)和乳糖的偏最小二乘回歸1(PLS1)建模,得到脂肪的相關(guān)系數(shù)為0.980,預(yù)測(cè)均方根誤差為0.158×10~(-2) g·mL~(-1);蛋白質(zhì)的相關(guān)系數(shù)為0.997,實(shí)際預(yù)測(cè)偏差為0.050×10~(-2) g·mL~(-1);乳糖的相關(guān)系數(shù)為0.985,實(shí)際預(yù)測(cè)偏差為0.152×10~(-2) g·mL~(-1)。由模型預(yù)測(cè)結(jié)果可知,基于直方圖規(guī)定化和模糊層次分析法的近紅外光譜主成分權(quán)重重置預(yù)處理方法比常規(guī)預(yù)處理方法具有更好的濾波和去噪效果,說明將直方圖規(guī)定化和模糊層次分析法相結(jié)合對(duì)牛奶近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理具有可行性。
[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.
【作者單位】： 哈爾濱理工大學(xué)測(cè)控技術(shù)與通信工程學(xué)院;哈爾濱理工大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器黑龍江省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(11574065)
【分類號(hào)】：O433

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本文編號(hào)：1550170