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《基于独立主成分和bp神经网络的干红葡萄酒品种的鉴别》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第29卷,第5期光谱学与光谱分析Vol129,No15,pp1268-12712009年5月SpectroscopyandSpectralAnalysisMay,2009基于独立主成分和BP神经网络的干红葡萄酒品种的鉴别1,2111*吴桂芳,蒋益虹,王艳艳,何勇11浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州31002921内蒙古农业大学机电工程学院,内蒙古呼和浩特010018摘要为了实现葡萄酒品种的快速无损鉴别,选用五种干红葡萄酒,进行可见和近红外光谱实验,提出了一种用可见和近红外光谱技术快速鉴别葡萄酒品种的新方法。采用独立主成分分析进行模
2、式特征分析,经过选用不同的独立主成分数进行建模和预测,确定最佳独立主成分数为20。将这20个主成分作为神经网络的输入变量,建立三层BP神经网络,实现类别预测的同时也完成了数学建模与优化分析工作。5个品种的葡萄酒样本数均为35,共计175个样本。在神经网络学习中,将其分成训练集样本150个和预测集样本25个。对25个未知样本进行预测,准确率为100%。该研究在独立主成分分析的基础之上,根据干红葡萄酒各独立主成分的混合矩阵向量载荷图,选取了两个波段(400~430nm与512~532nm)作为葡萄酒的独立主成分分析的特征波段。说明该文提出的基于光
3、谱技术和模式识别的方法不仅对葡萄酒具有很好的分类和鉴别能力,并且可以提取出葡萄酒的指纹特征,可用于葡萄酒的检测与技术开发。关键词可见/近红外光谱;葡萄酒;独立主成分分析;BP神经网络;品种鉴别中图分类号:O43314,TS26216文献标识码:ADOI:1013964/j1issn11000-0593(2009)05-1268-04[6][7][8]鉴别等,如苹果品种、酸奶品种、大黄品种、中药引言[9]材等。葡萄酒有着7000余年的悠久历史,并且拥有丰富的文独立成分分析(ICA)是近几年发展起来的一种新的化学化底蕴,由于色泽亮丽,香气浓郁,营
4、养丰富,深受世界各计量学方法,是一种从多变量数据集寻找潜在变量的信号处[1,2]国消费者青睐,经久不衰。虽然葡萄酒都是葡萄经发酵理方法,已成功地应用于生物医学信号处理、盲源信号分离而成的饮料,但是由于众多的葡萄品种,各种气候、土壤等[10]和图像处理等领域。人工神经网络是模仿人脑神经细胞生态条件,各具特色的酿造方法和不同的陈酿方式等,又使[11,12]的结构和功能的系统。目前应用较广的是一种基于误[3]它们之间存在着很大的差异,产生了很多类型的葡萄酒。差反向传播算法的BP神经网络。由于具有高度非线性映射按照欧盟的标准,可将葡萄酒分为普通葡萄酒
5、(VDT)和区限的能力,现已在多个领域得到了广泛的应用。本文提出了一优质葡萄酒(VQPRD)两大层次,法国等一些国家又在欧盟种基于BP神经网络与独立主成分相结合的模式识别方法,标准的基础上进一步对葡萄酒的质量进行了分级,使之形成用于可见和近红外光谱技术研究干红葡萄酒品种的鉴别。[4]了多个不同的层次。由于葡萄酒的多样性和层次性,只凭感官评定,受主观因素影响较大,准确性难以保证,不足以1材料与方法鉴别葡萄酒的种类。而常规的化学方法进行酒的不同品种的[5]鉴别费时、费力,还需要昂贵的分析仪器。因此研制一种111仪器设备简单、快速、无损的葡萄酒鉴别
6、技术是很有必要的。实验使用美国ASD(analyticalspectraldevice)公司的现代光谱分析技术,可充分利用全谱段或多波长下的光HandheldFieldSpec光谱仪,其光谱测定范围为325~1075谱数据进行定性或定量分析。由于光谱分析技术具有速度nm,分辨率315nm,探头视场角为20b。光源采用1415V和快、效率高、成本低、测试重现性好、测量方便等特点,已经50W的卤素灯。分析软件采用ASDViewSpecPro,Matlab[13]广泛应用于众多领域。国内外学者利用光谱技术进行了品种713和DPS(dataproce
7、ssionsystemforpracticalstatistic)。收稿日期:2008-02-22,修订日期:2008-05-26基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD10A04),国家自然科学基金项目(30671213)和高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划项目(02411)资助作者简介:吴桂芳,女,1972年生,浙江大学生物系统工程与食品科学学院讲师*通讯联系人e-mai:lyhe@zju.edu.cn第5期光谱学与光谱分析1269112样品制备及光谱的扫描种的葡萄酒随意选取2条光谱。图中横坐标为光谱波长,范从超市和厂家获得5个品
8、牌不同批次的干红葡萄酒,分围为400~1000nm,纵坐标为吸光度。别是香格里拉#青稞、香格里拉#赤霞珠、王朝、法国露映红和威龙。每个品牌的葡萄酒都密封保存在恒温2
