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基于高光譜技術(shù)及SPXY和SPA的玉米毒素檢測(cè)模型建立

2018-08-31 02:32于慧春劉云宏
食品科學(xué) 2018年16期
關(guān)鍵詞:波長(zhǎng)校正預(yù)處理

于慧春,婁 楠,殷 勇*,劉云宏

新鮮玉米在存貯過(guò)程中,由于其胚部大、水分含量高、帶菌量多,高溫高濕環(huán)境下極易霉變[1],不僅給經(jīng)濟(jì)造成重大損失,而且霉變玉米在代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種對(duì)人體具有極強(qiáng)致病性、致癌性的毒素[2-3],危害人畜健康。黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)和玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是其中2 種比較穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物,容易在霉變玉米中積累,導(dǎo)致含量升高,AFB1和ZEN的多少與玉米霉變情況密切相關(guān)[4]。因此,可以通過(guò)監(jiān)測(cè)玉米中AFB1和ZEN含量變化表征玉米的霉變情況,實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米霉變程度的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)[5]。但是常規(guī)的AFB1和ZEN檢測(cè)方法存在樣品處理繁瑣、費(fèi)時(shí)、對(duì)樣品有破壞性等缺點(diǎn),難以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快速、無(wú)損檢測(cè),無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要[6-8]。

高光譜技術(shù)通過(guò)提取被測(cè)對(duì)象的圖像和光譜信息特征并與其內(nèi)外品質(zhì)指標(biāo)間建立聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)外綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià),因而在果蔬品質(zhì)[9-11]、禽肉品質(zhì)[12-14]、蛋[15]和煙葉[16]等農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用研究。在霉變玉米的高光譜檢測(cè)方面,也有學(xué)者進(jìn)行了一些探索[17-19],但目前研究主要集中在高光譜技術(shù)對(duì)不同霉變程度玉米的定性判別方面,而對(duì)霉變玉米中AFB1和ZEN等的定量檢測(cè)分析方面尚鮮有報(bào)道。袁瑩[20]和褚璇[21]等將不同濃度的AFB1溶液滴在玉米籽粒上,然后利用高光譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè),但其最終的分析結(jié)果仍然只是對(duì)表面含有不同濃度AFB1的玉米樣品進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別,也未嘗試通過(guò)高光譜技術(shù)對(duì)測(cè)試樣本在特定條件下自身代謝生成的AFB1含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。此外,上述霉變玉米高光譜技術(shù)檢測(cè)研究中,對(duì)所使用的校正集樣本質(zhì)量也未進(jìn)行考察,大量的樣本數(shù)據(jù)之間可能存在相同或者差異過(guò)小的情況,從而影響分析結(jié)果精度和耗費(fèi)建模時(shí)間。

本研究以玉米霉變過(guò)程中產(chǎn)生的AFB1和ZEN 2 種代謝產(chǎn)物含量為玉米霉變程度的表征指標(biāo),通過(guò)測(cè)定不同霉變程度玉米樣本的光譜信息和相應(yīng)的AFB1和ZEN含量,建立基于較少校正集樣本和特征波長(zhǎng)光譜信息的AFB1和ZEN含量偏最小二乘回歸(partial least squares regression,PLSR)預(yù)測(cè)模型,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米霉變程度的準(zhǔn)確分析,以期為實(shí)現(xiàn)玉米霉變的在線、快速、精確檢測(cè)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米來(lái)自于2016年10月在洛陽(yáng)當(dāng)?shù)厥斋@,品種為中單909,購(gòu)于洛陽(yáng)市中原農(nóng)貿(mào)城,由實(shí)驗(yàn)室自行培育出不同霉變程度的玉米。

1.2 儀器與設(shè)備

LHS-HC-100恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海資一儀器設(shè)備有限公司;IST 50-3810高光譜成像光譜儀 德國(guó)Inno-spec公司;康標(biāo)達(dá)鏡頭 日本Computar公司;RK90000420108線性鹵素?zé)簦?00 W) 德國(guó)Esylux公司。

高光譜圖像采集系統(tǒng)如圖1所示,該系統(tǒng)主要包括高光譜成像光譜儀、康標(biāo)達(dá)鏡頭、4 個(gè)500 W線性鹵素?zé)簟?shí)驗(yàn)室自制傳送裝置和計(jì)算機(jī)等主要部件。其中高光譜成像光譜儀由攝像機(jī)和光譜儀2 部分組成,攝像機(jī)為CCD相機(jī),光譜攝像儀為可見(jiàn)-近紅外光譜儀,光譜波長(zhǎng)范圍為371.05~1 023.82 nm,可采集到的光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為1 288 個(gè),光譜分辨率為2.8 nm,傳送帶移動(dòng)速率1.25 mm/s,曝光時(shí)間100 ms,樣本與鏡頭的距離為285 mm。高光譜成像儀通過(guò)USB 2.0接口數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī),通過(guò)SICap-STVR V1.0.x軟件平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制成像儀,及時(shí)記錄和存貯高光譜數(shù)據(jù)。

圖1 高光譜圖像采集系統(tǒng)Fig. 1 Schematic presentation of the hyperspectral image acquisition system

1.3 方法

1.3.1 玉米樣本制備

將新鮮玉米放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱,在培養(yǎng)溫度30 ℃、相對(duì)濕度90%[22]的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)間不同,玉米霉變程度也不同,本實(shí)驗(yàn)用培養(yǎng)初始(新鮮玉米)、第2天、第4天、第6天、第8天標(biāo)記玉米的不同霉變程度,5 個(gè)霉變程度的玉米看作5 個(gè)霉變等級(jí),每個(gè)等級(jí)樣品各取50 個(gè)測(cè)試樣本,每個(gè)樣本含60 g(±0.1 g)玉米。

1.3.2 AFB1和ZEN含量的測(cè)定

為了減少AFB1和ZEN的損失,制備的樣本在完成光譜數(shù)據(jù)采集后立即按照GB/T 18979—2003《食品中黃曲霉毒素B1的測(cè)定》[23]和GB/T 5009.209—2008《食品中玉米赤霉烯酮的測(cè)定》[24]分別測(cè)定AFB1和ZEN含量,并將其測(cè)定結(jié)果作為建模的標(biāo)準(zhǔn)參考值。

1.3.3 高光譜圖像數(shù)據(jù)采集與校正

在進(jìn)行高光譜圖像采集時(shí),為了滿足實(shí)際玉米霉變檢測(cè)的需要,將玉米樣本散亂均勻平鋪在規(guī)格為10 cm×10 cm的白色載物盒中,然后將裝有玉米的載物盒放置在移動(dòng)載物平臺(tái)上,依次對(duì)玉米樣本進(jìn)行高光譜圖像采集,設(shè)定高光譜的掃描圖像大小為550×600像素。本實(shí)驗(yàn)共采集到250 幅玉米樣本高光譜圖像。

同時(shí),為了消除光源強(qiáng)度分布不均以及光譜暗電流噪聲的影響,對(duì)每個(gè)樣本按校正公式進(jìn)行黑白校正,計(jì)算公式如下:

式中:R為校正后的樣本高光譜圖像;R0為樣本原始高光譜圖像;B為全黑標(biāo)定圖像;W為全白標(biāo)定圖像[25]。樣本的高光譜圖像采集在SICap-STVR V1.0.x軟件平臺(tái)上完成,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理在MATLAB 2014a(美國(guó)The Math Works公司)和遙感圖像處理平臺(tái)ENVI5.1(美國(guó)Boulder公司)兩個(gè)軟件上完成。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理

為了減少背景噪聲、雜散光等無(wú)用信息對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)的干擾,需要對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。本實(shí)驗(yàn)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)化、變量標(biāo)準(zhǔn)化、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量校正(standard normal variate,SNV)和卷積平滑(Savitzky-Golay smoothing,S-G)5 種預(yù)處理方法。為保證模型校正集最大程度地表征樣本均勻分布,提高模型穩(wěn)定性,本實(shí)驗(yàn)采用光譜-理化值共生距離(sample set partitioning based on joint x-y distance,SPXY)算法[26]劃分模型的初始校正集和預(yù)測(cè)集。在此基礎(chǔ)上,為降低或者消除校正集樣本間的共線性[27],簡(jiǎn)化模型運(yùn)算量,采用SPXY算法結(jié)合PLSR法分析不同校正集樣本子集預(yù)測(cè)AFB1和ZEN含量的差異,從而進(jìn)一步對(duì)劃分的初始校正集樣本進(jìn)行優(yōu)選。在采用均勻光譜間隔(uniform spectral spacing,USS)法對(duì)原始光譜變量進(jìn)行初步篩選的基礎(chǔ)上對(duì)比連續(xù)投影算法(successive projections algorithm,SPA)[28]和競(jìng)爭(zhēng)性自適應(yīng)重加權(quán)算(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)法[29]2 種特征波長(zhǎng)提取方法,最大程度地剔除原始光譜矩陣中的冗余信息,提高模型精度,減少模型運(yùn)算量。

1.4.2 模型建立與評(píng)價(jià)

霉變玉米的光譜信息與其AFB1和ZEN含量之間的關(guān)系屬于非確定性問(wèn)題,采用回歸分析構(gòu)造變量間的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型可用于該類(lèi)問(wèn)題的研究分析[30]。PLSR法集主成分分析、普通多元線性回歸和相關(guān)分析于一體,它在描述光譜矩陣X變量的同時(shí)也描述了指標(biāo)矩陣Y變量,較好地解決了自變量的多重共線性問(wèn)題,在光譜分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同霉變等級(jí)的玉米AFB1和ZEN含量

在進(jìn)行AFB1和ZEN含量檢測(cè)時(shí),對(duì)每類(lèi)玉米樣品的50 個(gè)平行樣本進(jìn)行測(cè)定,以獨(dú)立測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)值差不超過(guò)算術(shù)平均值的10%為準(zhǔn),并將其平均值作為此類(lèi)玉米樣品的實(shí)際指標(biāo)值,結(jié)果如表1所示。由表1可知,第4、5個(gè)等級(jí)的玉米中,這2 類(lèi)毒素含量已超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(AFB1≤20 μg/kg,ZEN≤60 μg/kg)。

表1 5 個(gè)霉變等級(jí)玉米樣品中AFB1和ZEN含量Table 1 AFB1 and ZEN values in 5 grades of moldy maize samples

2.2 光譜反射值曲線

提取每個(gè)玉米樣本在371.05~1 023.83 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的高光譜圖像的平均光譜反射值,結(jié)果如圖2所示,371.05~480.55 nm和999.66~1 023.83 nm兩個(gè)波段受噪聲的影響較大,因此剔除了這2 個(gè)波段,最終采用的波段范圍為481.06~999.15 nm。由圖3可以看出,5 個(gè)等級(jí)玉米樣品光譜曲線變化趨勢(shì)基本相似,但不同霉變等級(jí)玉米的光譜值有差別,總體看來(lái),5 個(gè)等級(jí)玉米樣本具有一定的可分性,這為預(yù)測(cè)建模提供了可能。

圖2 250 個(gè)玉米樣本的光譜反射值曲線Fig. 2 Spectral reflectance curves of 250 maize samples

圖3 5 類(lèi)玉米樣本的平均光譜反射值曲線Fig. 3 Average spectral reflectance curves of five grades of maize samples

2.3 光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理

隨機(jī)選取200 個(gè)樣本作為校正集,剩余的50 個(gè)樣本作為預(yù)測(cè)集。采用不同預(yù)處理方法對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,并基于各預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)建立PLSR模型,結(jié)果如表2所示。由表2可知,與基于原始光譜數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)結(jié)果相比,5 種預(yù)處理方法中,基于SNV建立的PLSR模型對(duì)這2 種毒素含量的預(yù)測(cè)效果最好,對(duì)應(yīng)AFB1和ZEN含量的預(yù)測(cè)集相關(guān)系數(shù)和均方根誤差(R2pre,RMSEP)分別為(0.994 4,0.984 6)和(0.991 6,2.320 9),因此確定SNV為預(yù)處理方法。

表2 基于不同預(yù)處理方法的PLSR建模結(jié)果Table 2 Results of PLSR models based on different pretreatments

2.4 校正集樣本的優(yōu)選

2.4.1 SPXY算法劃分樣本集數(shù)據(jù)

校正集樣本的劃分在一定程度上能夠決定所建模型的預(yù)測(cè)性能,本實(shí)驗(yàn)采用SPXY算法對(duì)樣本集進(jìn)行劃分。首先設(shè)定初始校正集樣本個(gè)數(shù)為200 個(gè),剩余的50 個(gè)樣本為預(yù)測(cè)集樣本,SPXY算法的詳細(xì)步驟參考文獻(xiàn)[26],劃分結(jié)果如表3所示,不同霉變等級(jí)的樣品間,校正集和預(yù)測(cè)集的樣本個(gè)數(shù)存在較明顯的差別。

表3 SPXY劃分樣本集結(jié)果Table 3 Calibration and prediction set partitioned by SPXY

2.4.2 SPXY算法優(yōu)選校正集樣本

針對(duì)表3中初分的初始校正集樣本,采用SPXY算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)選,以盡量有效地降低樣本間的共線性。確定樣本數(shù)N的范圍為80~200,步長(zhǎng)為10,校正集樣本優(yōu)選過(guò)程中,分別基于優(yōu)選出的校正集樣本子集建立PLSR模型,其預(yù)測(cè)集的相關(guān)系數(shù)R2pre和RMSEP的變化如圖4所示。

圖4 R2pre和RMSEP隨校正集樣本數(shù)量變化曲線Fig. 4 Plots of R2pre and RMSEP values versus number of calibration set samples

由圖4可以看出,R2pre隨樣本數(shù)N的增加呈遞增趨勢(shì),但總體變化不明顯(0.995~0.999),RMSEP曲線呈遞減趨勢(shì),總體變化較明顯。圖4a中,對(duì)于RMSEP變化曲線,N在80~130范圍內(nèi)取值時(shí),RMSEP變化差異明顯,N在130~200范圍內(nèi)取值時(shí),RMSEP的變化趨于平緩,N取值為130 為該曲線的拐點(diǎn),該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的R2pre和RMSEP為0.997 4和0.672 0,當(dāng)N取值為190時(shí),R2pre達(dá)到極大值0.997 6,RMSEP降為極小值0.641 4,與N取130 時(shí)對(duì)應(yīng)的R2pre和RMSEP相比,R2pre僅增加0.000 2,RMSEP僅減少0.030 6,從數(shù)值上看,兩者差異較小,但校正集樣本數(shù)增加了60 個(gè),因此,為簡(jiǎn)化模型運(yùn)算量,綜合圖4a中R2pre和RMSEP曲線的變化趨勢(shì),對(duì)于AFB1,最終從初始校正集中優(yōu)選出130 個(gè)樣本組成模型校正集。同樣根據(jù)圖4b,對(duì)于ZEN,最終從初始校正集中優(yōu)選出140 個(gè)樣本組成模型校正集,對(duì)應(yīng)的R2pre和RMSEP為0.998 7和0.862 1。

經(jīng)SPXY算法劃分的預(yù)測(cè)集樣本和初始校正集樣本以及經(jīng)SPXY算法優(yōu)選的校正集樣本的AFB1和ZEN含量變化情況如表4所示。由表4可知,無(wú)論是對(duì)AFB1還是對(duì)ZEN,SPXY法優(yōu)選出的校正集樣本的各指標(biāo)值含量變化范圍在初始校正集范圍內(nèi),且標(biāo)準(zhǔn)差相近,證明SPXY算法優(yōu)選后的樣本具有一定的代表性。

表4 不同樣本集玉米AFB1和ZEN含量分布Table 4 Distribution profiles of AFB1 and ZEN values in different sample sets

2.5 特征光譜的選擇

2.5.1 光譜數(shù)據(jù)的降維

高光譜圖像具有較高的光譜分辨率,容易對(duì)被測(cè)物進(jìn)行分辨,但也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)量的劇增和數(shù)據(jù)冗余。相鄰波段間差異很小,直接進(jìn)行特征波段的提取可能會(huì)漏掉某些有用信息,因此,本實(shí)驗(yàn)首先對(duì)光譜變量進(jìn)行初降維。USS法通過(guò)控制步長(zhǎng)選出間隔均勻、相關(guān)性低、信息量大的少量波段,從而可對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行有效降維。在481.06~999.15 nm范圍內(nèi),分別以正整數(shù)2、3、4、5、6……20為間隔,從1 023 個(gè)經(jīng)預(yù)處理后的光譜波段中抽取光譜組成新的光譜矩陣并建立PLSR模型,根據(jù)模型的和RMSEP,確定最佳的步長(zhǎng)間隔。表5為利用不同步長(zhǎng)間隔下抽取的光譜建立的PLSR模型對(duì)AFB1和ZEN含量的預(yù)測(cè)結(jié)果。

從表5可以看出,當(dāng)間隔為8,波段為128 個(gè)時(shí),模型對(duì)AFB1含量的預(yù)測(cè)效果較好,R2pre和RMSEP為0.997 4和0.673 4;當(dāng)間隔為7,波段為147 個(gè)時(shí),模型對(duì)ZEN含量的預(yù)測(cè)效果較好,R2pre和RMSEP為0.998 8和0.835 4。對(duì)比只采用SPXY算法優(yōu)選校正集樣本而未對(duì)光譜變量進(jìn)行篩選所建的PLSR模型結(jié)果可知,通過(guò)USS法進(jìn)行變量篩選后所建模型對(duì)AFB1含量的預(yù)測(cè)精度變化不大,對(duì)ZEN含量的預(yù)測(cè)精度有一定的提高,但參與建模的變量數(shù)能顯著減少。

表5 基于不同間隔光譜數(shù)據(jù)建立PLSR模型預(yù)測(cè)結(jié)果Table 5 Predictive results of PLSR models with different numbers of spectral intervals

2.5.2 光譜特征波段的選取

圖5 基于SPA的變量篩選Fig. 5 Wavelengths selected by SPA

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)霉變玉米在線檢測(cè)的檢測(cè)時(shí)間短、準(zhǔn)確率高的要求,本實(shí)驗(yàn)在USS法篩選波長(zhǎng)變量的基礎(chǔ)上,對(duì)比了SPA和CARS 2 種特征波長(zhǎng)選擇方法。

在SPA中,最小的交互驗(yàn)證RMSE對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)變量個(gè)數(shù)即為最終的選擇結(jié)果,指定波段數(shù)N的范圍為2~25,SPA的具體運(yùn)算步驟可參考文獻(xiàn)[28]。由圖5a可以看出,從128 個(gè)波長(zhǎng)變量中提取17 個(gè)波長(zhǎng)時(shí)RMSE達(dá)到最小;由圖5b可以看出,從147 個(gè)波長(zhǎng)變量中提取17 個(gè)波長(zhǎng)時(shí)RMSE達(dá)到最小。表6為基于SPA提取的特征波長(zhǎng)建立的AFB1和ZEN含量的PLSR模型預(yù)測(cè)結(jié)果。

在CARS算法中,設(shè)定蒙特卡羅采樣次數(shù)為50,CARS算法的具體運(yùn)算步驟參考文獻(xiàn)[29],如圖6所示,基于CARS算法針對(duì)AFB1和ZEN含量的變量篩選過(guò)程,對(duì)這2 種毒素指標(biāo)值,當(dāng)采樣次數(shù)分別為14 次和19 次時(shí),對(duì)應(yīng)的特征波長(zhǎng)個(gè)數(shù)分別為18 個(gè)和19 個(gè)。

圖6 基于CARS的變量篩選Fig. 6 Wavelengths selected by CARS

表6 基于SPA特征波長(zhǎng)提取方法的PLSR模型結(jié)果Table 6 Parameters of PLSR models with characteristic wavelengths extracted by SPA

表7 基于CARS特征波長(zhǎng)提取方法的PLSR模型結(jié)果Table 7 Parameters of PLSR models with characteristic wavelengths extracted by CARS

對(duì)比表6和表7可知,基于SPA篩選出的波長(zhǎng)所建立的PLSR模型對(duì)AFB1和ZEN含量的預(yù)測(cè)效果較CARS算法好。

2.6 模型分析

原始光譜數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)SNV預(yù)處理后,采用SPXY算法對(duì)校正集樣本進(jìn)行劃分與優(yōu)選,運(yùn)用USS法結(jié)合SPA對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,然后建立基于優(yōu)選后的校正集樣本及特征波長(zhǎng)的PLSR模型。如圖7所示,波長(zhǎng)優(yōu)選后,PLSR模型的預(yù)測(cè)能力依舊表現(xiàn)良好,AFB1含量的預(yù)測(cè)精度(,RMSEP)為(0.997 3,0.681 5),與優(yōu)選之前的預(yù)測(cè)精度(0.997 4,0.672 0)相近;ZEN含量的預(yù)測(cè)精度(,RMSEP)為(0.997 7,1.144 1),略低于優(yōu)選前的精度(0.998 7,0.862 1)。

圖7 基于特征波段建立PLSR模型預(yù)測(cè)結(jié)果Fig. 7 Predictive results of PLSR models based on characteristic wavelengths

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)利用不同霉變時(shí)期的玉米光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),研究了高光譜技術(shù)用于霉變玉米中AFB1和ZEN含量檢測(cè)模型的構(gòu)建,并得到以下結(jié)論:

1)對(duì)于AFB1和ZEN含量,經(jīng)SPXY法分別優(yōu)選出的130 個(gè)和140 個(gè)校正集樣本的指標(biāo)值變化范圍在初始校正集范圍內(nèi),且標(biāo)準(zhǔn)差相近,說(shuō)明SPXY算法優(yōu)選的樣本具有一定的代表性。

2)基于SPXY法劃分的初始校正集樣本建立的PLSR模型預(yù)測(cè)精度明顯高于劃分之前的預(yù)測(cè)精度,且通過(guò)SPXY法對(duì)初始校正集樣本進(jìn)一步優(yōu)選,PLSR模型精度基本不變,但校正集樣本數(shù)減少為初始校正集的65%和70%,在保證模型穩(wěn)健性的前提下,有效降低了校正模型的復(fù)雜性。

3)利用USS法結(jié)合SPA進(jìn)行特征波段選擇,最終從1 023 個(gè)波段中分別篩選出17 個(gè)波段。分別建立2 種毒素值基于各自特征波段的PLSR模型,結(jié)果顯示AFB1含量預(yù)測(cè)精度(0.997 3,0.681 5)與優(yōu)選前的預(yù)測(cè)精度(0.997 4,0.672 0)相差不大;ZEN含量預(yù)測(cè)精度(0.997 7,1.144 1)略低于優(yōu)選之前的預(yù)測(cè)精度(0.998 7,0.862 1),R2pre從0.998 7降低到0.997 7,RMSEP從0.862 1上升到1.144 1,但波長(zhǎng)減少為17 個(gè),在保證模型精度的前提下,實(shí)現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的壓縮。

綜合上述研究結(jié)果,基于SPXY算法和SPA建立的高光譜檢測(cè)模型,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)霉變玉米中AFB1和ZEN含量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

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