[發(fā)明專利]基于高光譜成像技術(shù)檢測花生中蛋白質(zhì)含量分布的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510543180.2
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105115910B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);劉紅芝;于宏威;石愛民;劉麗;胡暉;林偉靜;瑞哈曼米茲比瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

1.一種基于高光譜成像技術(shù)建立花生中蛋白質(zhì)含量分布定量模型的方法，該方法包括以下步驟：

1.1收集具有代表性的花生樣品，用高光譜儀掃描獲得花生樣品中每個(gè)像素點(diǎn)在各波長下的圖像信息，得到花生樣品的原始高光譜三維圖像；所述高光譜儀掃描的波長范圍為900-1700nm，掃描方式為線掃描；

1.2對所述花生樣品的原始高光譜三維圖像進(jìn)行校正和背景刪除后，提取花生樣品圖像平均光譜；

所述校正是對所述花生樣品的原始高光譜三維圖像I_raw進(jìn)行黑白校正；具體方法為對反射率為99％的標(biāo)準(zhǔn)校正板進(jìn)行采集，得到全白的標(biāo)定圖像I_white，然后關(guān)閉鏡頭采集，得到全黑標(biāo)定圖像I_dark，根據(jù)下述公式計(jì)算校正后圖像I_norm：

所述背景刪除具體步驟為：采用主成分分析，確定背景與花生的邊界，刪除背景，得到花生樣品圖像；

1.3對所述花生樣品圖像平均光譜進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)預(yù)處理；

1.4采用常規(guī)方法檢測所述花生樣品的蛋白質(zhì)含量，得到花生樣品的蛋白質(zhì)含量；

1.5將所述花生樣品隨機(jī)分為校正集和驗(yàn)證集，以所述校正集花生樣品的所述預(yù)處理后的花生樣品圖像平均光譜為自變量，以所述校正集的花生樣品的蛋白質(zhì)含量為因變量，通過偏最小二乘法建立所述自變量和因變量的偏最小二乘法回歸模型；利用所述驗(yàn)證集對所述偏最小二乘法回歸模型進(jìn)行驗(yàn)證；

1.6根據(jù)所述偏最小二乘法回歸模型的回歸系數(shù)，選擇對所述回歸模型貢獻(xiàn)率絕對值最大的波長為特征波長；并通過偏最小二乘法建立花生中蛋白質(zhì)含量分布定量模型；利用所述驗(yàn)證集對所述花生中蛋白質(zhì)含量分布定量模型進(jìn)行驗(yàn)證；

步驟1.6中所述特征波長分別為：931nm、934nm、941nm、944nm、1020nm、1120nm、1137nm、1207nm、1273nm、1370nm、1380nm、1594nm、1654nm、1678nm；所建立的花生中蛋白質(zhì)含量分布定量模型如下：

Y_pro＝10²×(34.78R_931nm-31.72R_934nm-25.63R_941nm+108.46R_944nm+195.93R_1020nm-107R_1120nm+83.44R_1137nm-13.72R_1207nm+182.89R_1273nm+41.09R_1370nm-79.21R_1380nm+16.585R_1594nm-93.84R_1654nm-71.93R_1678nm)+26.625

其中，Y_pro為花生樣品的蛋白質(zhì)含量，R_931nm、R_934nm、R_941nm、R_944nm、R_1020nm、R_1120nm、R_1137nm、R_1207nm、R_1273nm、R_1370nm、R_1380nm、R_1594nm、R_1654nm、R_1678nm分別為花生樣品在特征波長931nm、934nm、941nm、944nm、1020nm、1120nm、1137nm、1207nm、1273nm、1370nm、1380nm、1594nm、1654nm、1678nm處經(jīng)過預(yù)處理后的光譜反射值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述建立花生中蛋白質(zhì)含量分布定量模型的方法，其特征在于，步驟1.4中所述檢測花生樣品的蛋白質(zhì)含量方法為根據(jù)GB/T 5009.5-2010進(jìn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述建立花生中蛋白質(zhì)含量分布定量模型的方法，其特征在于，步驟1.4中所述檢測花生樣品的蛋白質(zhì)含量方法為根據(jù)GB/T 5009.5-2010中第一法凱氏定氮法進(jìn)行。