基于高光谱技术的燕麦β-葡聚糖含量测定方法研究

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1、基于高光谱技术的燕麦B-葡聚糖含量测定方法研究李靖王春光内蒙古农业大学机电工程学院摘要：为了实现燕麦葡聚糖含量的快速、准确、无损测定，研究了一种基于高光谱技术的燕麦B-葡聚糖含量测定方法。采集燕麦400、OOOnm范圉的高光谱数据，采用多元散射校正方法处理原始光谱，使用分段线性回归分析方法对光谱数据进行降维，将光谱按照全波段（分1段）、lOOnm间隔（分3段）、200nm间隔（分6段）进行划分，共分成10段并分别计算出每段的特征拐点，共提取出10个特征拐点波长;将光谱特征拐点波长的反射率作为BP神经网络的输入向量，中间计算隐含层神经元的传递函数，采用S型正切函数logsig,输出向量是一

2、维目标向量（即燕麦葡聚糖含量），采用BP神经网络对燕麦葡聚糖含量进行预测。结果表明:燕麦葡聚糖含量的预测值与国标测定值之间的决定系数R2达到0.75,预测均方根误差（RMSEP）达到0.0098。将特征拐点波长与B-葡聚糖含量进行统计分析发现:燕麦B-葡聚糖含量的敏感波段在492、874、930nm附近，采用高光谱技术对燕麦B-葡聚糖含量进行无损检测是可行的。研究结果为燕麦B-葡聚糖含量的快速无损检测提供了理论依据和实用方法。关键词：燕麦;B-葡聚糖;高光谱;分段线性回归;作者简介：李靖（1977-），男，内蒙古巴彦淖尔人，高级工程师，博士，（E-mail）Lijing@126・com。

3、作者简介：王春光（1959-），男，内蒙古鄂尔多斯人，教授，博士生导师。收稿日期：2017-02-13基金：国家自然科学基金项目（41261084）StudyonDeterminationMethodofB-glucanContentinOatBasedonHyperspectralTechnologyLiJingWangChunguangCollegeofMechanicalandElectricalEngineering,InnerMongoliaAgriculturalUniversity;Abstract：Tnordertoachieverapid,accurateandnon-

4、destruetivedeterminationofP-glucancontentinoat,westudyonakindofdeterminationmethodofB-glucancontentinOatbasedonHyperspectralTechnology.Weacquiredthehyperspectralofoatintherangeoffrom400to1000nm,preprocessedtheoriginalspectralbyusingmultiplicativeseattercorrectionmethod,andprocessedthespectraldata

5、withdimension-reductiontreatmentbysegmentedlinear-regressionanalysis.Next,weusedthescatterplotofpatternspectrumastheinputvectorofBPneuralnetworkandthecontentofB-glucaninoatastheoutputvectorofBPneuralnetwork.Then,wepredictedthecontentof3-glucaninoatbyBPneuralnetwork.ThecorrelationcoefficienlR2betw

6、eenthepredictionvalueoftheBPneutralnetworkandthenationalstcindcirdmeasurementvaluewas0.75,andtheroot-mcan-squareerrorreached0.0098.WhenwillbetheturningpointbandcharacteristicsandP-glucancontentinstatisticalanalysis,wefoundthatthesensitivewavelengthsoftheoatB-glucancontentwasnear492nm>874nmand930n

7、m.TtprovesthatthehyperspectralimagingtechnologycanbeusedtorapidlyandaccuratelydeterminetheP-gluceincontentofoat,whichcanprovidetheoreticalresearchbasisandapplicationvalueforbreedingandprocessingofoat.Keyword：oat;B-gluc