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原文传递一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法

专利名称：	一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法
摘要：	本发明提供了一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，包括以下步骤：S1、选取大米样品，然后将样品经过粉碎机进行粉碎处理得到米粉；S2、将米粉经过100目和140目的筛子进行颗粒分级，收集粒度为100‑140目之间的米粉；S3、利用激光拉曼光谱仪采集米粉的拉曼光谱；S4、将S3中得到的拉曼光谱依次进行去噪处理和归一化处理；S5、对S4中经过去噪和归一化处理后综合运用主成分分析、窗口分析和层次聚类分析三种方法完成特征数据的提取。本发明综合运用主成分分析、窗口分析和层次聚类分析三种方法对大米的拉曼光谱进行特征提取，最终筛选出相关性小的30个波数，采用这30个波数重新建立模型，三种大米归类准确率高，大大提高了模型的效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京财经大学
发明人：	沙敏;张正勇;刘军;房雪婷;黄雨;李良翠;刘唱;王欣怡
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910505161.9
公开号：	CN110132938A
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210023 江苏省南京市仙林大学城文苑路3号
主权项：	1.一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、选取大米样品，然后将样品经过粉碎机进行粉碎处理得到米粉； S2、将S1中得到的米粉经过100目和140目的筛子进行颗粒分级，收集粒度为100-140目之间的米粉； S3、利用激光拉曼光谱仪采集粒度为100-140目之间的米粉的拉曼光谱； S4、将S3中的采集的拉曼光谱依次进行去噪处理和归一化处理； S5、对S4中经过去噪和归一化处理后拉曼光谱综合运用主成分分析、窗口分析和层次聚类分析三种方法完成特征数据的提取。 2.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，在S1中具体的粉碎处理为准确称取每份大米样品20g，待粉碎机预热运行1分钟后，在半分钟内缓慢加入大米，再粉碎2分钟，保证大米粉碎完全。 3.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，所述粉碎机具体为内置筛网的网孔直径为0.6mm的15B型立式粉碎机。 4.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，所述激光拉曼光谱仪具体为由美国Enwave Optronics公司生产的激光波长785nm的Prott-ezRaman-d3型便携式激光拉曼光谱仪。 5.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，在S4中的去噪处理具体为基于MATLAB 2016a平台利用wden小波函数对拉曼光谱数据进行小波去噪，归一化处理具体为用mapminmax函数对拉曼光谱数据做归一化处理。 6.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，S5中所述主成分分析法具体为采取数学降维的方法消除变量间的相关性，在反映原变量的信息量基础上，用多个相互独立的综合变量来代替原来众多的变量，将全部数据信息矩阵分解成代表样本信息的载荷矩阵与得分矩阵，以得分矩阵中的特征主成分投影到二维平面或者三维空间坐标系中，利用二维平面上或三维坐标系中各模式点的分布进行分类与判别。 7.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，S5中所述窗口分析法具体为将测得的拉曼光谱等分为P个等宽的波段区间，把每个波段区间内连续的W个波数点作为一个窗口，对每一个窗口建立预测模型，通过对比找出目标光谱信息含量最多的建模区间。 8.根据权利要求1所述的一种拉曼光谱法鉴别大米种类的特征数据提取方法，其特征在于，S5中所述层次聚类分析法具体是根据样本在多维空间中距离的大小来确定样品之间的亲疏关系，使相似的样本规类在一起，从而达到分类的目的，层次聚类分析用于建立一个簇的层次结构，其层次结构用树的结构来表示，称为树状图，树的根是包括所有对象的一个簇，而叶子则分别对应于特点的单个对象。
所属类别：	发明专利