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光谱采集位置和数量对番石榴无损检测的影响被引量：2: 2014年; 基于漫反射法的番石榴可溶性固形物含量(SSC)无损检测中,确定番石榴最佳光谱取样的位置和数量,对提高检测精度具有重要意义。分别采集番石榴顶端、赤道和底部区域漫反射光谱,每个区域采集4处,以赤道1处、赤道4处平均和全部12处平均光谱作为各样本的光谱,建立PLS模型并对独立预测集样本进行预测。结果显示,12处平均光谱数据建模效果最好,其预测相关系数Rp=0.962,预测均方根误差RMSEP=0.432;赤道4处平均光谱建模效果次之,Rp=0.793,RMSEP为0.588;赤道1处光谱建模效果最差,Rp=0.687,RMSEP=0.599。再经过连续投影算法(SPA)筛选全谱变量,得到23个特征波长,此时PLS模型的Rp=0.902,RMSEP=0.438。试验结果表明,番石榴多处平均的漫反射光谱充分携带其内在品质信息,建模效果优于单处或单区域采样光谱。; 李攀代芬欧少章余国雄陈珊邓小玲姚伟璇; 关键词：番石榴可溶性固形物漫反射近红外光谱

近红外光谱技术无损检测火龙果有效酸度被引量：8: 2016年; 火龙果是一种有益于人类健康的水果。本文利用Field Spec 3便携式地物波谱仪采集350~2500 nm波段的光谱数据,通过多种预处理方法、连续投影算法（SPA）优选波长、偏最小二乘回归（PLSR）等分析方法,建立了火龙果有效酸度预测模型。实验结果表明：原始光谱经过Savitzky-Golay卷积平滑法（SGS）,建立的PLS模型最优,其RCV为0.8862,RMSECV为0.1535;联合SPA算法,利用优选出的25个变量建立的PLS模型,其预测相关系数（RP）为0.8702,预测均方根误差（RMSEP）为0.1682,其模型的预测精度高于原始光谱2151个变量建立模型。比较分析了果皮对模型精度的影响,对光谱数据进行最佳Normalize预处理后,完整果PLS模型的RP为0.8151,果肉PLS模型RP为0.8583,说明果皮存在对模型有影响,但可以进行光谱优化减小影响。本研究结果表明基于近红外光谱技术联合连续投影算法的漫反射无损检测火龙果有效酸度含量具有可行性。; 罗霞洪添胜罗阔林凛梁雄建代芬吴伟斌; 关键词：近红外光谱技术火龙果无损检测

基于光谱信息的柑橘黄龙病无损检测及分级模型构建被引量：2: 2014年; 柑橘黄龙病(Huanglongbing,HLB)是世界柑橘生产上最具毁灭性的病害,给果农和相关产业造成了巨大的损失。以柑橘叶片为载体,利用高光谱图像技术采集柑橘叶片表面的高光谱图像,用ENVI4.7进行图像处理,提取感兴趣区域(Region of Intest,ROI),统计感兴趣区域平均光谱数据,并进行相关植被植物的运算,最后通过PLS-DA(Partial Least Squares Discrimination Analysis)判别法进行鉴别并分类。结果表明:基于平均光谱值和植被指数的PLS-DA判别模型都能对健康、缺锌和HLB叶片进行鉴别。其中基于平均光谱值的PLS-DA模型鉴别健康柑橘叶片样品的灵敏度为100%,特异度为100%,准确度为100%;鉴别缺锌柑橘叶片样品的灵敏度为80.6%,特异度为91.7%,准确度为88.9%;鉴别HLB叶片的灵敏度为89.3%,特异度为88.3%,准确度为88.9%。基于植被指数的PLSDA判别模型鉴别健康柑橘叶片样品的灵敏度为100%,特异度为100%,准确度为100%;鉴别缺锌柑橘叶片样品灵敏度为92.5%,特异度为89.3%,准确度为90.1%;鉴别HLB叶片的灵敏度为86.4%,特异度为95.3%,准确度为90.1%。识别正确率较高,说明利用高光谱进行柑橘黄龙病病情分类是可行的。; 姚伟璇代芬杨康萍邓小玲李盛铭周铠佳李攀; 关键词：柑橘黄龙病

高光谱技术在无损检测火龙果可溶性固形物中的应用被引量：16: 2015年; 利用高光谱技术对火龙果可溶性固形物含量(SSC)检测进行研究,为火龙果内部品质无损检测提供科学方法。以火龙果为研究对象,对光谱数据进行预处理,应用连续投影算法(SPA)进行特征变量的选择,通过偏最小二乘法(PLS)和前馈反向传播神经网络法(BPNN)建立预测模型,分析了火龙果果皮对SSC模型预测精度的影响。实验结果表明:采用平滑去噪(MAS)效果最优,PLS模型的交叉验证相关系数(Rcv)为0.8635,交叉验证均方根误差(RMSECV)为0.6791,可提高火龙果可溶性固形物模型精度;通过SPA算法能够有效地对光谱数据进行降维处理,采用优选的15个特征变量建立的BPNN预测模型的预测相关系数(RP)为0.8411,预测均方根误差(RMSEP)为0.8171;果皮对建模结果会产生一定的影响,完整果PLS模型的(RP)为0.8999,RMSEP为0.7208;果肉PLS模型的RP为0.9304,RMSEP为0.5291,果肉SSC模型比完整果SSC模型的预测能力略高。研究结果表明基于高光谱技术采集的火龙果漫反射光谱进行SSC无损检测具有可行性。; 罗霞洪添胜罗阔代芬梅慧兰; 关键词：光谱学无损检测连续投影算法火龙果可溶性固形物

近红外激发荧光光谱与拉曼光谱快速鉴别马铃薯品种被引量：10: 2014年; 马铃薯是世界上最重要的食物之一,快速无损的进行马铃薯品种鉴别对其在应用中更好的发挥品种优势具有重要作用。研究了以近红外荧光光谱和近红外拉曼光谱的土豆品种鉴别,并对两者进行了比较。实验采用3个品种共98个土豆样本,随机将其分成校正集(74个)和预测集(24个)。首先使用785nm近红外激光激发,采集所有样本的荧光和拉曼混合光谱,然后从混合光谱中分别提取荧光光谱和拉曼光谱,最后对荧光光谱和拉曼光谱进行偏最小二乘判别分析(PLS-DA),PLS-DA模型采用留一法和全交互验证。结果显示,荧光光谱与拉曼光谱都能够对三个马铃薯品种进行鉴别,其中荧光光谱的PLS-DA模型预测Favorita品种效果较好(灵敏度为1,特异性0.86,准确性0.92),但Diamant品种(灵敏度为0.75,特异性0.75,准确性0.75)和Granola品种(灵敏度为0.16,特异性0.89,准确性0.71)预测的效果较差,而拉曼光谱图很好的解释了马铃薯中的主要营养成分,基于拉曼光谱的PLSDA模型的预测效果(三个品种预测灵敏度,特异性,准确性均为1)比荧光光谱判别效果显著提高。; 代芬Mads Sylvest BergholtArnold Julian Vinoj Benjamin洪添胜Zhiwei Huang; 关键词：马铃薯拉曼光谱荧光光谱

微波间歇干燥过程中荔枝整果的物理变化及机理探讨被引量：2: 2015年; 为了探讨微波干燥荔枝整果的热质变化机理,揭示干燥过程中荔枝的物理变化过程。基于荔枝的干燥速率、能量消耗、温差梯度、褐变情况和果肉收缩度的变化,分析了微波间歇干燥荔枝鲜果至半干型荔枝干过程中的物理变化过程,证明了采用微波间歇干燥工艺干燥整果荔枝具有快速干燥、半干型荔枝干果肉质量均匀、低能耗、设备工艺简单的优点。实验表明在综合能耗、色泽和收缩度的条件下,700W微波输出功率下7s/65s加热间歇时间为最佳工艺,能耗为2.11,荔枝干呈现均匀金黄色,L*、a*、b*值分别为37.5、14.4和16.4,果肉收缩度遵循近线性膨胀/收缩,果皮表面无明显凹陷。实验研究为半干型荔枝干选择适宜的微波干燥方式和研究微波干燥中荔枝的水分和温度变化的计算机仿真模型提供了参考。; 赵懿琨李长友陈燕陈震; 关键词：荔枝微波干燥物理变化

基于主成分分析和BP神经网络的柑橘黄龙病诊断技术被引量：15: 2014年; 柑橘黄龙病的传统诊断方法主要依赖于人眼经验及生化技术,前者凭经验,诊断快,但准确性低;后者准确性高,但效率低和成本高.本文采用高光谱成像技术,获取5种症状柑橘叶片的高光谱图像,采用基于主成分分析和BP神经网络相结合的方法,对370-988nm波段范围内的柑橘叶片高光谱图像进行了病状的无损检测.研究结果表明,柑橘叶片的高光谱图像存在很大冗余,前四个主成分累积方差贡献率达到97.42%.数据建模分类得表明：BP神经网络的分类准确率达85%以上,经主成分后再利用BP神经网络的分类准确率绝大部分达到90%以上.因此,利用高光谱成像技术进行柑橘黄龙病的早期诊断具有较高的可行性.; 邓小玲孔晨吴伟斌梅慧兰李震邓晓玲洪添胜; 关键词：柑橘黄龙病光谱学高光谱图像无损检测主成分分析 BP神经网络

柑橘黄龙病高光谱早期鉴别及病情分级被引量：46: 2014年; 为实现柑橘黄龙病的早期、快速确诊,有效阻止病害蔓延,达到早期防治、保障柑橘生产的目的,该文研究基于高光谱成像的柑橘黄龙病早期无损检测及病情分级,并对多种预处理方法的建模结果进行探讨。试验获取370～1 000 nm健康、不同染病程度及缺锌共5类柑橘叶片的高光谱图像,用遥感图像处理平台(environment for visualizing images,ENVI)得到各类样本感兴趣区域的光谱反射率平均值。运用一阶微分、移动窗口拟和多项式平滑(savitzky-golay,SG)进行数据处理,结合偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminate analysis,PLS-DA)构建黄龙病的早期鉴别及病情分级模型。结果表明:建立的3个判别模型,验证集相关系数均不低于0.9548。其中,经SG平滑及一阶微分预处理所建立的模型分类效果最佳,总体预测准确率达96.4%,预测均方根误差0.1344。该研究为柑橘病害早期诊断和预警提供了新方法,也为黄龙病病害程度遥感监测提供了基础。; 梅慧兰邓小玲洪添胜罗霞邓晓玲; 关键词：黄龙病 HUANGLONGBING

基于近红外漫透射光谱信息的蚕茧雌雄检测被引量：5: 2015年; 采用Maya2000pro型近红外光谱分析仪,以3个品种共491粒蚕茧为实验对象,进行了450~1 050 nm波段内的漫反射和漫透射光谱采集和比较。随后对漫透射光谱数据进行了均值中心和一阶求导预处理,并分别对3个品种以及全部样本通过偏最小二乘判别法（PLSDA）进行了判性预测分析。结果表明：相对于漫反射光谱,漫透射光谱更能反映出雌雄蚕蛹组分特性的不同;基于漫透射光谱的PLSDA预测结果显示,分别针对3个品种的鉴别结果（试东A·华3x C·7532判性真雌性率、真雄性率和精确度分别为89.796%、92.424%和90.854%;化中2·华3x C·7532判性真雌性率、真雄性率和精确度分别为96.250%、94.253%和95.210%;9·芙x7·湘判性真雌性率、真雄性率和精确度分别为97.260%、91.954%和94.375%）和全部样本混在一起的雌雄鉴别结果（真雌性率、真雄性率和精确度分别为94.024%、92.917%和93.483%）都较好。; 代芬吴玲叶观艳钟杨生洪添胜黄晓燕; 关键词：蚕茧近红外光谱漫反射

小波变换和连续投影算法在火龙果总酸无损检测中的应用被引量：11: 2016年; 应用可见/近红外光谱技术、小波变换（WT）和连续投影算法（SPA）,对火龙果总酸含量（TA）进行精确、快速的无损检测,为火龙果内部品质无损检测提供科学依据。利用Maya2000光纤光谱仪采集380~1 099nm范围的火龙果漫反射光谱数据,通过WT消噪、SPA优选波长和偏最小二乘回归（PLSR）分析方法,建立了火龙果总酸的定量预测模型。试验结果表明：经过WT消噪联合SPA优选波长压缩光谱变量后建立的WT-SPA-PLSR模型,预测精度都高于全谱PLSR模型。由全部样本的原始光谱变量作为输入变量建立PLSR模型的预测相关系数（R_p）为0.851 394,预测均方根误差（RMSEP）为0.086 848;全部样本的原始光谱数据使用dbN（N=2,3,…,10）小波进行分解消噪,其中消噪效果最优的是db4小波2层分解（db4-2）,WT-PLSR模型的Rp为0.915 635,RMSEP为0.066 752,小波变换消噪后的光谱预测模型精度明显提高;原始光谱经过db10-3小波消噪联合SPA算法,从570个光谱变量中优选出530,545,604,626,648,676,685,695,730,897,972,1 016nm共12个变量作为输入变量,建立WT-SPA-PLSR预测模型,模型的RP为0.882 83,RMSEP为0.077 39。SPA算法适合火龙果TA模型的光谱变量选择,能够有效提取与总酸相关度高的波长变量,增加了预测模型的精度和稳定性。研究结果表明小波变换技术联合连续投影算法的漫反射近红外光谱无损检测火龙果总酸含量具有可行性。; 罗霞洪添胜罗阔代芬吴伟斌梅慧兰林凛; 关键词：无损检测火龙果

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国家教育部博士点基金(20124404120006)

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