來源:賽斯拜克 發(fā)表時間:2024-02-05 瀏覽量:483 作者:awei
高光譜成像技術是一種非接觸、無損的檢測方法,它能夠獲取物體的空間和光譜信息,因此在農(nóng)產(chǎn)品質量檢測中得到了廣泛應用。祁門紅茶是中國的名茶之一,其等級劃分主要依據(jù)茶葉的色澤、形狀、香氣和滋味等特征。傳統(tǒng)的等級劃分方法主要依賴于人工感官評價,這種方法效率低,且受主觀因素影響較大。因此,研究利用高光譜成像技術進行祁門紅茶等級的無損檢測具有重要的實際意義。
基于高光譜成像技術的祁門紅茶等級無損檢測研究主要通過以下步驟進行:
1. 數(shù)據(jù)采集:使用近紅外高光譜相機(900~1700 nm)采集不同等級的祁門紅茶圖像。實驗條件控制,如樣本平鋪、移動臺速度、曝光時間等,以獲取穩(wěn)定可靠的原始高光譜圖像數(shù)據(jù)。
2. 數(shù)據(jù)預處理:對原始高光譜圖像進行黑白校正和去噪處理,使用MNF方法減少噪聲影響。并從圖像中提取感興趣區(qū)域(ROI)來計算平均光譜。
3. 樣本光譜特征分析:剔除受初始階段光照強度不均及儀器噪聲影響的光譜帶,選取980~1650 nm范圍作為有效分析數(shù)據(jù)。采用SG、SNV、MSC等算法對光譜數(shù)據(jù)進行預處理,優(yōu)化模型輸入。
4. 高維數(shù)據(jù)可視化:應用MDS、Sammon、t-SNE、PCA等降維技術,將高光譜圖像的高維數(shù)據(jù)轉換為低維可視化數(shù)據(jù),以輔助分析和識別不同等級的茶葉。
5. 模型建立與評估:構建SVM和ELM機器學習模型,對祁門紅茶的等級進行分類。通過混淆矩陣分析模型性能,評價訓練集和測試集的識別準確率。
6. 結果分析:對比不同預處理方法和分類模型的效果。結果表明,SG-SNV預處理結合SVM模型在祁門紅茶等級分類中取得了最好的效果,測試集識別率達到100%。
結論:結合近紅外高光譜成像技術和機器學習模型可以有效實現(xiàn)祁門紅茶等級的快速無損檢測,具有很好的應用前景。