[發明專利]一種嵌入式仿生嗅覺氣味識別方法及裝置

無效

• 申請號: 200710032996.4
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101470121A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 駱德漢;汪軍;鄒宇華
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;佛山市順德區瑞德電子實業有限公司
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N27/04;G06F17/10
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術領域：

本發明是一種模仿人類/動物的嗅覺功能，能夠識別、分析多成分混合的揮發性氣體的嵌入式仿生嗅覺氣味識別方法及裝置，屬于嵌入式仿生嗅覺氣味識別方法及裝置的創新技術。

背景技術：

隨著仿生學理論研究的深入和計算機技術的發展，人們從上世紀八十年代開始進行仿生嗅覺、味覺系統的研究。特別是近年來，隨著材料科學的發展和電子信息技術的發展，國際電子鼻的開發研制獲得快速發展并進入實用階段。

目前，國內大多食品企業對食品品質和香氣質量的最終鑒定主要還是依靠人體感官的味覺和嗅覺進行評判。由于人體感官不可避免地要受到生理、經驗、情緒、環境等主觀和客觀因素的影響，因此，感官評定方法比理化分析方法更難掌握。即使是一些很有經驗的專家，有時在評價一種特殊食品的香氣或味道時，也會產生很不一致的意見。因此，感官評定方法難以做到準確、客觀。國內也有部分企業借助儀器對食品氣味進行檢測和分析，但大多仍停留在氣相色譜分析和單個氣敏傳感器分析的水平上。由于氣相色譜分析所用設備復雜，操作難度大，準確度低，很難實現在線或現場檢測分析；另外，由于食品的氣味和味道不是由某種單一成分所形成，而是多種成分的綜合反映，而單個氣敏傳感器只能用來對單一成份氣體進行傳感，不能對含有多種成份的食品進行整體成分有效檢測，因此，滿足不了對食品品質和質量安全進行快速檢測和評判的要求。

發明內容：

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種能模仿人的鼻子功能，識別、分析多成份混合的揮發性氣味的嵌入式仿生嗅覺氣味識別方法。

本發明的另一目的在于提供一種結構簡單，操作簡便的嵌入式仿生嗅覺氣味識別裝置。

本發明的技術方案是：

本發明嵌入式仿生嗅覺氣味識別方法，其包括有如下步驟：

1)用陣列傳感器測試盡可能多的已知氣味，獲得對各種氣味的響應模式，從而建立已知氣味的信息數據庫；

2)對傳感器陣列檢測的待測氣味信息進行前處理，以達到漂移補償、信息壓縮和噪聲濾波；

3)對前處理的氣味信息進行后處理，提取待測氣味信息的特征，降低測量空間維數并提取與模式識別有關的信息；

4)對待識別氣味的氣味信息進行特征分類；

5)將已獲得的待識別氣味的特征分類與數據庫中已知氣味特征信息比較，給出識別結果。

上述步驟1)的傳感器為陣列式導電聚合物傳感器。

上述步驟4)采用K近鄰分類法、Bayesian分類法、人工神經網絡分類法進行特征分類。

上述步驟2)對傳感器陣列檢測的待測氣味信息進行前處理的過程為：

1)用聚合物傳感器陣列在檢測到氣味后，其電導率發生變化，即電阻值發生相對變化并帶有高頻噪音，用信號調理電路將該信號轉換為電流或電壓變化；

2)用微處理器對其采樣，采樣后的數據使用Savitsky-Golay方法對其進行數字過濾，以消除高頻噪聲；Savitsks.Golay濾波器可以通過多項式近似平滑響應曲線，通過設置過濾窗大小能夠使響應曲線達到最佳的平滑，而不出現較大的扭曲；

3)濾波后的數據再用基線校正法降解，基線電阻的平均值R₀由樣品釋放前和排空后采樣數點計算，樣品釋放過程中最大電阻的平均值R_max由最大電阻的絕對值和樣品釋放過程中采樣點來計算，因此，傳感器的響應值定義為(Rmax-R0)R0=ΔRR0.]]>

上述步驟3)對前處理的氣味信息進行后處理的過程為：

1)計算機系統在獲得陣列傳感器的響應值后，將某種樣品或某種氣味的響應數據形成一種稱為嗅覺紋的圖形；