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原文传递一种用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法

专利名称：	一种用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法
摘要：	本发明公开了一种用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，包括以下步骤：步骤一、采集目标的近红外光谱；步骤二、利用EEMD方法对近红外光谱的信号进行分解，得到若干个IMF分量；步骤三、依据IMF分量自适应获得阈值，选取出含噪声的IMF分量；步骤四、利用改进的L2正则化方法对选取的含噪声的IMF分量进行降噪处理；步骤五、将降噪后的分量与有效信息分量进行重构获得降噪信号。本发明解决近红外光谱本身所含噪声以及EEMD引入白噪的问题，提高近红外光谱的信噪比以及在农药残留检测中分类的识别精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京林业大学
发明人：	谢德红;窦岩
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910594592.7
公开号：	CN110208211A
代理机构：	合肥道正企智知识产权代理有限公司
代理人：	王天马
分类号：	G01N21/359(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210037 江苏省南京市玄武区龙蟠路159号
主权项：	1.一种用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用近红外光谱仪采集被测物的近红外光谱；步骤二、利用EEMD方法对近红外光谱的信号进行分解，得到若干个IMF分量；步骤三、依据IMF分量，自适应获得阈值，根据阈值判断对应IMF分量中是否残留噪声，选取其中含噪声的IMF分量，剩余的IMF分量作为有效分量备用；步骤四、利用改进的L2正则化方法对选取的含噪声的IMF分量进行降噪处理；步骤五、将降噪后的IMF分量和有效分量进行重构获得降噪信号。 2.根据权利要求1所述的用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于：所述步骤二中，对近红外光谱的信号进行分解的分解公式为：公式中，λ为波长，IMFi(λ)是EEMD分解的第i个IMF分量，rn(λ)是分解筛除n个IMF分量后的信号残余分量，得到的IMF按照频率从高到低排列，残余项rn(λ)表征信号的趋势。 3.根据权利要求1所述的用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于：所述步骤三自适应获得阈值前，将步骤二中得到的IMF分量进行集成平均，得到最终的IMF；集成平均的计算公式为：公式中，i表示每次分解得到的第i个IMF分量。 4.根据权利要求3所述的用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于：所述步骤三中，自适应获得阈值的公式为：公式中，median(·)表示取中值的函数，m表示各IMF分量的维数。 5.根据权利要求4所述的用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于：所述步骤三中，是否残留噪声判断方法为：当IMFi(λ)中存在IMFi(λ)＞Ti的元素时，则判断此IMF分量为含噪声的IMF分量。 6.根据权利要求1所述的用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于：所述步骤四中，利用改进的L2正则化方法进行降噪处理的方法为：步骤(1)、构建改进L2正则化方法的代价函数公式：公式中，为保真项，s(λ)表示未染有噪声的近红外光谱信号，x(λ)表示有噪声的近红外光谱信号，是正则化项，s”(λ)为s(λ)对变量λ求二阶导数，γ为正则化参数，代表l2范数；步骤(2)、通过最小化所述代价函数求解，求解公式为： 7.根据权利要求1或6所述的用于农药残留检测的近红外光谱降噪方法，其特征在于：所述步骤五中，信号重构的公式为：公式中，d(λ)为波长λ处的降噪信号，IMFi(λ)为波长λ处的所有有效分量，为波长λ处的经l2正则化方法处理后的所有IMF分量。
所属类别：	发明专利