[發明專利]一種基于多尺度稀疏表示的奶酪產地鑒別方法

無效

• 申請號: 201410041429.5
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103778417A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 林萍;陳永明;胡國文
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明涉及產地鑒別領域，特別涉及一種基于多尺度稀疏表示的奶酪產地鑒別方法。

背景技術

產品的生產產地與其品質之間有著密切聯系，當產地變更時，產品的品質也會隨之產生很大的變化，產地環境因素是產品品質保證的重要因素，習慣上將這類產品稱為原產地產品。不同產地的奶酪由于生產工藝、原料奶的成分以及奶酪成熟過程中發生的生物化學反應不同，使得不同產地的奶酪在產品品質方面存在著差異。例如不同產地的奶酪在顏色及脂肪酸總蛋白、水溶性氮等化學成分的含量上存在明顯差異。傳統的奶酪產地鑒定技術是基于對奶酪產品內部化學成分分析的基礎上，主要包括對奶酪脂肪分提物的氣相色譜分析和蛋白質電泳分析等。雖然這些方法能有效鑒別奶酪的產地，但存在耗時、操作過程復雜、分析成本高、不易實現在線快速檢測等問題。而紅外光譜以其獨有的“指紋”特性，越來越受到人們的重視。紅外光譜法是一種快速簡便無損的分析方法，可以反映物質內部的有機成分，特別是C-H、O-H、N-H等基閉的倍頻和合頻吸收，可用于定量測定物質有機物質的含量。紅外光譜技術以其樣品消耗量小、快速、經濟等優點已被廣泛應用于農業、制藥、飼料、食品、石油化工、醫藥等行業。國內外很多學者利用紅外光譜技術進行物質品種鑒別。在奶酪產地快速檢測研究中具有廣泛的應用潛力。

發明內容

為了解決現有奶酪產品地理標志鑒別的問題，本發明提供一種快速簡便無損的產地鑒定方法對不同產地的奶酪進行鑒別，該發明在產品地理標志鑒別上具有重要應用價值。

一種基于多尺度稀疏表示的奶酪產地鑒別方法，其特征包括如下步驟：

1)利用中紅外光譜儀采集已知奶酪樣本的原始光譜數據樣本圖像，并對采集到的原始光譜數據預處理；

2)運用遺傳算法抽取步驟1）預處理后的原始光譜數據的15個特征波長；

3)將步驟2）所述抽取的15個特征波長運用稀疏表示分解方法—正交匹配追蹤算法進行模式特征分析得到冗余字典；

4)計算測試樣本在冗余字典上的投影，將具有最小投影誤差的類作為測試樣本所屬的產地。

所述采集原始光譜數據的波長范圍為4000-7800nm。

紅外光譜儀置于已知奶酪樣本的正上方，距已知奶酪樣本表面15-20mm；分析譜區采用4000-7800nm范圍的數據，間隔點為3，即在4000-7800nm區間每三個波長點選取一個數據點。

所述光譜數據預處理方法，先對原始光譜數據進行SavitzkyGolay?Derivatives處理，再采用Savitzky-Golay平滑法，選用平滑點數為6，最后對原始光譜數據進行SNV處理。

運用遺傳算法抽取15個特征波長是：5478nm，5579nm，7649nm，5479nm，6473nm，6260nm，6101nm，6630nm，7965nm，7696nm，5842nm，4596nm，7256nm，4959nm，4436nm。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：傳統的奶酪產地鑒定技術是基于對奶酪產品內部化學成分分析的基礎上，主要包括對奶酪脂肪分提物的氣相色譜分析和蛋白質電泳分析等。雖然這些方法能有效鑒別奶酪的產地，但存在耗時、操作過程復雜、分析成本高、不易實現在線快速檢測等問題。本發明應用中紅外光譜技術結合特征波長提取方法提取15個特征波長，提取的特征波長分別是：5478nm，5579nm，7649nm，5479nm，6473nm，6260nm，6101nm，6630nm，7965nm，7696nm，5842nm，4596nm，7256nm，4959nm，4436nm，建立了基于稀疏表示分解算法—正交匹配追蹤算法模式特征分析模型。計算測試樣本在冗余字典上的投影，將具有最小投影誤差的類作為測試樣本所屬的產地。試驗結果表明，采用稀疏表示的方法對3種奶酪產地的綜合識別準確率為94.2%，獲得了很好的效果。基于稀疏表示的識別方法具有很好的抗噪性和魯棒性，為奶酪的產地識別提供了一種新的有效方案。

附圖說明

圖1是本發明的系統框圖；

圖2是本發明不同產地預測集樣本稀疏表示貢獻值圖。

具體實施方式

如圖1所示,本發明一種基于多尺度稀疏表示的奶酪產地鑒別方法，其特征包括如下步驟：

1)利用中紅外光譜儀采集已知奶酪樣本的原始光譜數據樣本圖像，并對采集到的原始光譜數據預處理；

2)運用遺傳算法抽取步驟1）預處理后的原始光譜數據的15個特征波長；