[發明專利]一種三維熒光光譜結合PCA-SVM鑒別濃香型白酒的方法

有效

• 申請號: 201410835877.2
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104502320A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 陳國慶;朱焯煒;吳亞敏;朱純;朱拓;徐瑞煜
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用三維熒光光譜結合PCA-SVM鑒別濃香型白酒的方法，此方法的特別之處在于經過對光譜數據求得熒光強度對發射波長的二階偏導及小波變換的預處理方法后做主成分分析，結合支持向量機較好的實現濃香型白酒的分類鑒別，屬于白酒鑒別技術領域。

背景技術

白酒作為中國的傳統產品之一，有著悠久的歷史。濃香型白酒作為五大基本香型之一，在我國白酒銷量上一直處于行業領先地位，由于它具有芳香濃郁、綿甜爽凈等特點，一直深受人們的喜愛。制做白酒過程中使用的原料、制作的工藝和技術、儲存的方法都會影響白酒酒質的優劣。優質的濃香型白酒無色透明、窖香優雅、綿甘適口、尾凈余長。然而市場上一些不法商販為牟求自身利益，以次充好，將一些劣質的白酒充當品牌酒，欺騙消費者。消費者對同種香型白酒單憑感官難以鑒別，因此，對同種香型白酒的分類鑒別具有一定的實際意義。

國內關于不同香型的白酒鑒別和檢測研究比較多，而對同一香型白酒的分類鑒別研究的比較少。一般都是用氣相色譜法、頂空固相微萃取質譜技術、電子舌技術等對白酒進行檢測，并結合模式識別和化學計量學等方法實現不同香型、產地等白酒的鑒別。然而色譜法價格昂貴，耗時長，對于批量酒的處理不太現實。熒光光譜法具有操作簡單，所需樣品少，分析速度快，成本低等優點，在酒的檢測方面具有一定優勢。

熒光光譜數據包含著豐富的信息，為建立準確度較高的預測模型，對光譜數據的預處理以及特征參量的提取尤為重要。通常對光譜的預處理方法有多元散射校正、求導和標準正態變換等。其中對光譜數據求導能窄化光譜，有效地消除基線漂移和背景干擾，分辨重疊峰，提高靈敏度和分辨率。常規的求導方法是簡單地針對某一激發波長下對應的發射譜進行求導，然后對得到的某條譜線進行研究。但是，有時一條譜線并不足以表達全部的熒光信息，這就造成了一些信息量丟失。

鑒于此，為了監督白酒生產質量，維護白酒市場秩序，保護消費者的權益，發明一種快速準確的白酒鑒別方法，勢在必行。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種三維熒光光譜結合PCA-SVM鑒別濃香型白酒的方法，本發明使用熒光光譜儀建立不同品牌濃香型白酒的三維熒光光譜圖，然后使用熒光光譜技術分析不同品牌濃香型白酒酒樣，通過軟件導出三維數據，獲得不同品牌濃香型白酒的三維熒光光譜數據。通過對數據求熒光強度對發射波長的偏導和小波變換壓縮數據的預處理后，運用主成分分析方法，得到每個品牌白酒的得分，將得分作為特征參量，結合支持向量機，建立濃香型白酒的分類鑒別模型。本發明是一種新的白酒質量控制技術，操作簡便，樣品用量少，檢測靈敏度高，結果直觀可靠，環保無污染，對市場上品牌酒打假有一定的幫助。

本發明的技術方案：一種三維熒光光譜結合PCA-SVM鑒別濃香型白酒的方法，該方法包括如下步驟：

(1)使用熒光光譜儀FLS920測量不同品牌濃香型白酒的三維熒光光譜：

掃描條件:氙燈光源80w；探測溫度-20度；激發波長范圍：200-600nm，步長5nm；發射波長范圍：200-800nm，步長1nm；

(2)對得到的光譜數據做預處理：

a、將得到的光譜數據去除瑞利散射和拉曼散射；

b、建立不同品牌濃香型白酒的三維熒光光譜圖庫；

c、提取不同品牌濃香型白酒的特性參數；

d、對光譜數據求熒光強度對發射波長的一階偏導和二階偏導；

e、對得到的新的光譜數據做小波變換，對數據壓縮，提取有用信息；

(3)對得到的光譜數據作主成分分析，將主成分分析后的得分作為特征參量；

(4)結合支持向量機，建立濃香型白酒的分類鑒別模型：

a、用交叉驗證中的K-CV方法對支持向量機的參數尋優；

b、在最佳參數下，建立不同品牌濃香型白酒的預測模型；

本發明的有益效果：本發明使用熒光光譜技術分析不同品牌濃香型白酒酒樣，通過軟件導出三維數據，獲得不同酒樣的三維熒光光譜數據。通過對數據求熒光強度對發射波長的偏導和小波變換壓縮數據的預處理后，運用主成分分析得到每個酒樣的得分作為特征參數，結合支持向量機建立濃香型白酒的分類鑒別模型。本發明是一種新的白酒質量控制技術，操作簡便，樣品用量少，檢測靈敏度高，結果直觀可靠，環保無污染。

附圖說明

圖1為7個不同品牌濃香型白酒的三維熒光光譜等高圖。