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原文传递一种基于近红外光谱的奶油中色素测定方法、系统和介质

专利名称：	一种基于近红外光谱的奶油中色素测定方法、系统和介质
摘要：	本发明涉及一种基于近红外光谱的奶油中色素测定方法、系统和介质，方法包括获取多个奶油样品，对所有奶油样品进行近红外扫描，获取每个奶油样品一一对应的原始近红外光谱；对每个奶油样品的原始近红外光谱分别进行预处理，得到每个奶油样品一一对应的目标近红外光谱；将所有奶油样品的目标近红外光谱制作成数据集，构建训练模型，并利用所述数据集对所述训练模型进行训练，得到奶油色素预测模型；利用所述奶油色素预测模型对待测定奶油进行测定，得到色素测定结果。本发明基于近红外光谱，可以有效提取到奶油中的人工色素的成分信息，能对奶油中的人造色素的含量做出快速和可靠地测定，检测效率高，准确率高。
专利类型：	发明专利
申请人：	武汉工程大学
发明人：	孙思琪;刘军;刘洋;张健行
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911377382.9
公开号：	CN111044483A
代理机构：	北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：	徐琪琦
分类号：	G01N21/359;G01N21/3577;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/359;G01N21/3577
申请人地址：	430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷一路206号
主权项：	1.一种基于近红外光谱的奶油中色素测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取多个奶油样品，对所有奶油样品进行近红外扫描，获取每个奶油样品一一对应的原始近红外光谱；步骤2：对每个奶油样品的原始近红外光谱分别进行预处理，得到每个奶油样品一一对应的目标近红外光谱；步骤3：将所有奶油样品的目标近红外光谱制作成数据集，构建训练模型，并利用所述数据集对所述训练模型进行训练，得到奶油色素预测模型；步骤4：利用所述奶油色素预测模型对待测定奶油进行测定，得到色素测定结果。 2.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的奶油中色素测定方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤包括：步骤11：获取多个奶油样品；步骤12：在预设光谱分辨率下，按照预设扫描次数，对每个奶油样品分别进行近红外扫描，得到每个奶油样品一一对应的近红外光谱数据组；步骤13：选取任一个奶油样品的近红外光谱数据组，根据选取的奶油样品的近红外光谱数据组，得到选取的奶油样品的平均光谱，并将选取的奶油样品的平均光谱作为选取的奶油样品的原始近红外光谱；步骤14：遍历所有奶油样品的近红外光谱数据组，按照所述步骤13的方法，得到每个奶油样品一一对应的原始近红外光谱。 3.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的奶油中色素测定方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现为：利用主成分分析方法，对每个奶油样品的原始近红外光谱分别进行降维处理，得到每个奶油样品一一对应的目标近红外光谱。 4.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的奶油中色素测定方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤包括：步骤31：将所有奶油样品的目标近红外光谱制作成所述数据集，采用k折交叉验证方法，将所述数据集等分成k份，并将其中k-1份作为训练集，剩余一份作为测试集；步骤32：构建所述训练模型，设置所述训练模型的训练参数，并基于支持向量回归学习方法，利用所述训练集和所述训练参数对所述训练模型进行训练，得到所述奶油色素预测模型；其中，所述训练参数包括学习率和迭代次数。 5.根据权利要求4所述的基于近红外光谱的奶油中色素测定方法，其特征在于，在所述步骤32之后还包括以下步骤：步骤33：利用所述测试集对所述奶油色素预测模型进行验证，若验证通过，则执行所述步骤4，若验证不通过，则返回所述步骤31。 6.根据权利要求5所述的基于近红外光谱的奶油中色素测定方法，其特征在于，所述步骤33的具体步骤包括；步骤331：将所述测试集输入所述奶油色素预测模型中，分别计算决定系数、预测均方差和相对分析误差；所述决定系数的计算公式为：所述预测均方差的计算公式为：所述相对分析误差的计算公式为：其中，R2为所述决定系数，RMSEP为所述预测均方差，RPD为所述相对分析误差，SD为所述测试集的标准偏差，m为所述测试集中的样本总数，为所述测试集中第t个样本的预测值，Yt为所述测试集中第t个样本的真实值，为所述测试集中所有样本的真实值的平均值；步骤332：根据所述决定系数、所述预测均方根误差和所述相对预测偏差判断所述奶油色素预测模型是否验证通过，若是，则执行所述步骤4，若否，则返回所述步骤31。 7.一种基于近红外光谱的奶油中色素测定系统，其特征在于，包括光谱获取模块、光谱处理模块、模型获取模块和色素测定模块；所述光谱获取模块，用于获取多个奶油样品，对所有奶油样品进行近红外扫描，获取每个奶油样品一一对应的原始近红外光谱；所述光谱处理模块，用于对每个奶油样品的原始近红外光谱分别进行预处理，得到每个奶油样品一一对应的目标近红外光谱；所述模型获取模块，用于将所有奶油样品的目标近红外光谱制作成数据集，构建训练模型，并利用所述数据集对所述训练模型进行训练，得到奶油色素预测模型；所述色素测定模块，用于利用所述奶油色素预测模型对待测定奶油进行测定，得到色素测定结果。 8.根据权利要求7所述的基于近红外光谱的奶油中色素测定系统，其特征在于，所述光谱获取模块包括样品获取单元、扫描单元和运算单元；所述样品获取单元，用于获取多个奶油样品；所述扫描单元，用于在预设光谱分辨率下，按照预设扫描次数，对每个奶油样品分别进行近红外扫描，得到每个奶油样品一一对应的近红外光谱数据组；所述运算单元，用于选取任一个奶油样品的近红外光谱数据组，根据选取的奶油样品的近红外光谱数据组，得到选取的奶油样品的平均光谱，并将选取的奶油样品的平均光谱作为选取的奶油样品的原始近红外光谱。 9.一种基于近红外光谱的奶油中色素测定系统，其特征在于，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如权利要求1至6任一项权利要求所述的方法步骤。 10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法步骤。
所属类别：	发明专利