书书书
第
28
卷
第
3
期
光
学
学
报
Vol.28
,
No.3
2008
年
3
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
犕犪狉犮犺
,
2008
文章编号:
02532239
(
2008
)
03047804
可见 /近红外光谱法无损检测赣南脐橙可溶性固形物
刘燕德
1
陈兴苗
1
欧阳爱国
2
(
1
江西农业大学工学院,江西 南昌
330045
;
2
江西蓝天学院汽车系,江西 南昌
330098
)
摘要
应用可见/近红外光谱法对赣南脐橙可溶性固 形 物进 行了 无 损检 测研 究。通 过主 成 分分 析,获 取光 谱的 有
效信息,将其作为人工神经网络的输入变量进行非线性建 模。
90
个建 模样 品训练 结果 是,样 品参 考值 与预 测 值之
间的相关系数为
0.9147
,训练均方差为
0.5203
;
38
个未知样品 预测结 果是:样 品参 考值 与 预测 值之 间 的相 关系 数
为
0.9033
,预测均方差为
0.6964
,相对预测偏差
4.5709%
。实 验结 果 表明 基于 人 工神 经网 络 的可 见/近 红 外光 谱
法无损检测赣南脐橙可溶性固形物是可行的。
关键词
医用光学与生物技术;可见/近红外光谱;无损检测;人工神经网络;主成分分析;可溶性固形物;赣南脐橙
中图分类号
O657.33
;
TN247
文献标识码:
A
收稿日期:
20070615
;收到修改稿日期:
20071031
基金项目:国家自然科学基金(
60468002
,
30560064
)、教育部新世纪优秀人才资助计划(
NCET060575
)和江西省青年 科
学家(井冈之星)培养对象资助课题。
作者简介:刘燕德(
1967-
),女,江西泰和人,教授,博士生导师,主要从事生物光电及应用等方面的研究。
Email
:
j
xliu
y
d
@
163.com
犖狅狀犇犲狊狋狉狌犮狋犻狏犲犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狅犳犛狅犾狌犫犾犲犛狅犾犻犱犆狅狀狋犲狀狋犻狀犌犪狀狀犪狀
犖犪狏犲犾犗狉犪狀
犵
犲狊犫
狔
犞犻狊犻犫犾犲
/
犖犲犪狉犐狀犳狉犪狉犲犱犛
狆
犲犮狋狉狅狊犮狅
狆狔
犔犻狌犢犪狀犱犲
1
犆犺犲狀犡犻狀
犵
犿犻犪狅
1
犗狌
狔
犪狀
犵
犃犻
犵
狌狅
2
1
犈狀
犵
犻狀犲犲狉犻狀
犵
犆狅犾犾犲
犵
犲
,
犑犻犪狀
犵
狓犻犃
犵
狉犻犮狌犾狋狌狉犲犝狀犻狏犲狉狊犻狋
狔
,
犖犪狀犮犺犪狀
犵
,
犑犻犪狀
犵
狓犻
330045
,
犆犺犻狀犪
2
犇犲
狆
犪狉狋犿犲狀狋狅
犳
犃狌狋狅犿狅犫犻犾犲
,
犑犻犪狀
犵
狓犻犅犾狌犲犛犽
狔
犆狅犾犾犲
犵
犲
,
犖犪狀犮犺犪狀
犵
,
犑犻犪狀
犵
狓犻
330098
,
( )
犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋
犖狅狀犱犲狊狋狉狌犮狋犻狏犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狅犳狊狅犾狌犫犾犲狊狅犾犻犱犮狅狀狋犲狀狋犻狀犌犪狀狀犪狀狀犪狏犲犾狅狉犪狀
犵
犲狊狑犪狊犮犪狉狉犻犲犱狅狌狋犫
狔
狏犻狊犻犫犾犲
/
狀犲犪狉犻狀犳狉犪狉犲犱狊
狆
犲犮狋狉狅狊犮狅
狆狔
犱犲狋犲犮狋犻狅狀 犿犲狋犺狅犱.犈犳犳犲犮狋犻狏犲犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀狅犳狊
狆
犲犮狋狉犪狑犪狊狅犫狋犪犻狀犲犱犫
狔狆
狉犻狀犮犻
狆
犪犾犮狅犿
狆
狅狀犲狀狋
犪狀犪犾
狔
狊犻狊
,
犪狀犱 狑犪狊狌狊犲犱犪狊狋犺犲犻狀
狆
狌狋狏犪狉犻犪犫犾犲狊狅犳犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾狀犲狌狉犪犾狀犲狋狑狅狉犽犳狅狉犫狌犻犾犱犻狀
犵
狋犺犲狀狅狀犾犻狀犲犪狉 犿狅犱犲犾.犜犺犲
狉犲狊狌犾狋狊
,
犫犪狊犲犱狅狀犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀犳狅狉90狊犪犿
狆
犾犲狊
,
犪狉犲0.9147犪狀犱0.5203犳狅狉犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪狀犱狉狅狅狋
犿犲犪狀狊
狇
狌犪狉犲犲狉狉狅狉狅犳犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀.犜犺犲狉犲狊狌犾狋狊
,
犫犪狊犲犱狅狀
狆
狉犲犱犻犮狋犻狅狀犳狅狉38狌狀犽狀狅狑狀狊犪犿
狆
犾犲狊
,
犪狉犲0.9033
,
0.6964犪狀犱
4.5709% 犳狅狉
狆
狉犲犱犻犮狋犻狅狀犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋
,
狉狅狅狋犿犲犪狀狊
狇
狌犪狉犲犲狉狉狅狉狅犳
狆
狉犲犱犻犮狋犻狅狀
,
犪狀犱狉犲犾犪狋犻狏犲狊狋犪狀犱犪狉犱犱犲狏犻犪狋犻狅狀
(
犚犛犇
),
狉犲狊
狆
犲犮狋犻狏犲犾
狔
.犈狓
狆
犲狉犻犿犲狀狋犪犾狉犲狊狌犾狋狊狊犺狅狑狋犺犪狋狏犻狊犻犫犾犲
/
狀犲犪狉犻狀犳狉犪狉犲犱狊
狆
犲犮狋狉狅狊犮狅
狆狔
犱犲狋犲犮狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱
,
犫犪狊犲犱狅狀
犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾狀犲狌狉犪犾狀犲狋狑狅狉犽
,
犳狅狉狀狅狀犱犲狊狋狉狌犮狋犻狏犲 犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狅犳狊狅犾狌犫犾犲狊狅犾犻犱犮狅狀狋犲狀狋犻狀 犌犪狀狀犪狀 狀犪狏犲犾狅狉犪狀
犵
犲狊犻狊
犳犲犪狊犻犫犾犲.
犓犲
狔
狑狅狉犱狊
犿犲犱犻犮犪犾狅
狆
狋犻犮狊犪狀犱犫犻狅狋犲犮犺狀狅犾狅
犵狔
;
狏犻狊犻犫犾犲
/
狀犲犪狉犻狀犳狉犪狉犲犱狊
狆
犲犮狋狉狅狊犮狅
狆狔
;
狀狅狀犱犲狊狋狉狌犮狋犻狏犲 犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋
;
犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾狀犲狌狉犪犾狀犲狋狑狅狉犽
;
狆
狉犻狀犮犻
狆
犪犾犮狅犿
狆
狅狀犲狀狋犪狀犪犾
狔
狊犻狊
;
狊狅犾狌犫犾犲狊狅犾犻犱犮狅狀狋犲狀狋
;
犌犪狀狀犪狀狀犪狏犲犾狅狉犪狀
犵
犲狊
1
引
言
近红 外光谱所含 信息极其丰 富,主要是有机 分
子(含氢基团)的倍 频与合频 吸 收光谱,与中红外 光
谱一样
,能得到分子 的结构、组成、状 态的信息。而
且从近红外反射光谱还能得到样品的密度
、粒度、高
分子物的聚合度及纤维的直径等物质的物理状态信
息
[
1
,
2
]
。近年来,国内外 学 者利用可 见/近 红外光谱
检测技术对水果品质检测做了大量的工作
[
3
~
9
]
。
对多组份完整水 果 的可见/近 红外光谱 分 析 可
发现,光谱参量与样 品化学值 含 量之间具 有 一定的
非线性关系,特别是 当样品的 化 学值含量 范 围较大
时,其 非 线 性 较 明 显。 人 工 神 经 网 络 (
Artificial
neuralnetwork
,
ANN
)可 以 模 仿 人 脑 处 理 信 息 过
程,具有分布并行处理、非线性映 射、自 适 应学习和
稳健容错等特性,因 此被广泛 用 于光谱检 测 中的非
线性 模 型
[
10
~
14
]
。 误 差 反 向 传 播 学 习 算 法 (
Back