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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第46卷

期数:

2018年第21期

页码:

254-258，267

栏目:

农业工程与信息技术

出版日期:

2018-11-05

文章信息/Info

Title:

Recognition of millet quality based on THz-TDS technology and improved IPSO-SVM model

作者:

白雪¹;  李明利¹;  徐雷钧¹; 2

1.江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江 212013； 2.东南大学毫米波国家重点实验室，江苏南京 210096

Author(s):

Bai Xue; et al

关键词:

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术; 小米; 品质; 吸收系数; 偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA); 类子群(PSO)-支持向量机(SVM)

Keywords:

-

分类号:

S126

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

为实现小米品质快速、精确的鉴别分析，探索了一种基于THz技术结合化学计量学方法的小米品质识别的新方法。采用THz-TDS技术测试了正常、虫蛀和霉变小米样品，将0~1.6 THz频段的吸收系数与模式识别算法结合实现其品质鉴别分析。结果表明，不同品质小米的吸收系数和折射率具有差异。利用直接正交信号校正+标准正态交换+S-G卷积平滑(DSOC+SNV+S-G)预处理和竞争性自适应重加权+连续投影法(CARS+SPA)优选的16个特征波长所建偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)、粒子群-支持向量机(PSO-SVM)模型测试集准确率分别为93.33%、95.55%。为解决粒子群(PSO)寻优过程易陷入局部极值的问题和提升模型性能，对此提出了一种新型的粒子群(IPSO)优化支持向量机(SVM)的方法。通过增加调制参数和更新机制进行参数寻优，利用基于径向基内核(RBF)的支持向量机(SVM)和10折交叉验证的方法建立识别模型，寻优得到核函数参数g=15.459 3、惩罚参数c=0.813 3所建IPSO-SVM的性能优于其他模型，回代训练集和测试集的准确率达到100.00%、97.78%。可见，THz技术结合IPSO-SVM能较准确地鉴别小米品质，为小米品质的识别探索出一种新方法。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］王海滨，夏建新. 小米的营养成分及产品研究开发进展［J］. 粮食科技与经济，2010，35(4)：36-38.
［2］董力. 不同贮藏方式对小米品质影响的研究［D］. 郑州：河南工业大学，2016.
［3］席志勇，王凤花. 谷物品质无损检测方法的研究进展［J］. 食品工业科技，2012，33(15)：394-396.
［4］Abbott D，Zhang X C.Scanning the issue：T-ray imaging，sensing，and retection［J］. Proceedings of the IEEE(A Special Issue on T-Ray Imaging，Sensing，and Retection)，2007，95(8)：1509-1513.
［5］谢丽娟，徐文道，应义斌，等. 太赫兹波谱无损检测技术研究进展［J］. 农业机械学报，2013，44(7)：246-255.
［6］Kim G，Lee S D，Moon J H，et al. Terahertz technology for the detection of food contaminants［C］//International Conference on Infrared，Millimeter，and Terahertz Waves，2012：1-2.
［7］Akagi M，Kitagishi K. Data processing of THz time-domain spectroscopic images of tablet samples［C］//International Conference on Infrared，Millimeter，and Terahertz Waves，2012：1-2.
［8］付秀华，李闻达，夏燚，等. 小麦粉中掺杂滑石粉的太赫兹光谱检测［J］. 中国粮油学报，2013，28(3)：110-112.
［9］葛宏义，蒋玉英，马海华，等. 小麦新陈度的THz快速无损检测研究［J］. 光散射学报，2015，27(2)：191-194.
［10］Jiang Y，Ge H，Lian F，et al. Early detection of germinated wheat grains using terahertz image and chemometrics［J］. Scientific Reports，2016，6：21299.
［11］梁川，戚淑叶，李曦染，等. 太赫兹时域光谱检测高油玉米油分初探［J］. 食品安全质量检测学报，2014，5(3)：730-735.
［12］孙金海，沈京玲，郭景伦，等. 太赫兹时域光谱技术在玉米种子鉴定中的实验研究［J］. 光学技术，2008，34(4)：541-543.
［13］谭佐军，陈阳，谢静，等. 太赫兹时域光谱检测谷粒中储粮害虫的研究［J］. 中国粮油学报，2015，30(6)：125-129.
［14］Selakov A，Cvijetinovi c＇ D，Milovi c＇ L，et al. Hybrid PSO-SVM method for short-term load forecasting during periods with significant temperature variations in city of Burbank［J］. Applied Soft Computing，2014，16(3)：80-88.
［15］夏卿，李先锋. 基于改进PSO算法和LS-SVM的苹果分级检测［J］. 计算机与现代化，2012，1(5)：161-163.
［16］Liu J，Fan L. A novel ADPSO-SVM combined with terahertz spectroscopy for recognition of tranS-Genic organisms［J］. Optik-International Journal for Light and Electron Optics，2016，127(4)：1957-1961.
［17］García-Gonzalo E，Fernández-Martínez J L. Convergence and stochastic stability analysis of particle swarm optimization variants with generic parameter distributions［J］. Applied Mathematics & Computation，2014，249：286-302.
［18］黎文兵，药林桃，刘木华，等. 光谱预处理对LIBS检测脐橙中Cu的偏最小二乘定量模型影响［J］. 光谱学与光谱分析，2015，35(5)：1392-1397.
［19］Yassin I M，Taib M N，Adnan R，et al. Effect of swarm size parameter on Binary Particle Swarm optimization-based NARX structure selection［C］// Industrial Electronics and Applications，2012：219-223.
［20］蒋玉英，葛宏义，廉飞宇，等. 基于THz技术的农产品品质无损检测研究［J］. 光谱学与光谱分析，2014，34(8)：2047-2052.

相似文献/References:

[1]司俊玲,李红,郑坚强,等.小米杂粮酸乳发酵剂的优选研究[J].江苏农业科学,2014,42(02):229.
　Si Junling,et al.Study on optimization of fermentation agents of millet yogurt[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(21):229.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2017-12-01
基金项目：江苏省自然科学基金(编号：BK20161352)；江苏省第十三批六大人才高峰高层次人才项目(编号：DZXX-018)；中国博士后科学基金(编号：2015M570414)；江苏省农业科技自主创新资金［编号：CX(17)3001］。
作者简介：白雪(1975—)，女，蒙古族，辽宁北票人，博士，副教授，研究方向为农业物联网技术。E-mail：baixue@ujs.edu.cn。
通信作者：徐雷钧，博士，教授，研究方向为太赫兹集成电路设计与谷物无损探测技术。E-mail：xlking@ujs.edu.cn。

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更新日期/Last Update: 2018-11-05