[發(fā)明專利]一種高準(zhǔn)確性茶葉香氣類型和品質(zhì)的模式識別檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710344596.0
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107273421B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王進(jìn);于潤澤;費(fèi)少梅;常美茁;林海裕
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06F16/21
• 分類號: G06F16/21;G06F16/245;G01N33/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種高準(zhǔn)確性茶葉香氣類型和品質(zhì)的模式識別檢測方法。通過氣敏傳感器采集已知、未知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的香氣數(shù)據(jù)，經(jīng)特定處理獲得樣本向量；根據(jù)所有已知的不同類型和品質(zhì)的茶葉香氣構(gòu)建模式識別模型；用模式識別模型識別未知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的樣本向量和已知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的樣本向量之間的相似性，根據(jù)相似性結(jié)果優(yōu)化重復(fù)步驟重新構(gòu)建模式識別模型，取相似性最高的茶葉香氣的類型和品質(zhì)作為識別結(jié)果。本發(fā)明適用于快速、準(zhǔn)確、同步地得到茶葉的類型和品質(zhì)，克服了相同類型不同品質(zhì)的茶葉香氣差異不大，難以準(zhǔn)確識別的難點(diǎn)，擴(kuò)大了檢測適用范圍，提高了檢測準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種模式識別優(yōu)化方法，尤其是涉及了一種高準(zhǔn)確性茶葉香氣類型和品質(zhì)的模式識別檢測方法。

背景技術(shù)

模式識別的方法多種多樣，常用的包括PCA、LDA、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。而選取的方法是否高效準(zhǔn)確，常常取決于數(shù)據(jù)有何特點(diǎn)。茶葉香氣被電子鼻采集形成電信號數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)是由幾個(gè)氣敏傳感器測得的，所以該數(shù)據(jù)可以通過預(yù)處理降維至與傳感器數(shù)目構(gòu)成倍數(shù)關(guān)系的維數(shù)。因此茶葉香氣數(shù)據(jù)具有維數(shù)不大，樣本采集成本較高的特點(diǎn)，使用PCA或LDA法進(jìn)行識別可以滿足要求。

然而，茶葉香氣的另一特點(diǎn)是不同類型間差異很大，同一類型的不同品質(zhì)間差異不大。如果希望同時(shí)識別出茶葉的類型和品質(zhì)，則需要不同類型以及相同類型不同品質(zhì)的茶葉香氣數(shù)據(jù)在同一模式識別模型下有相近的分辨率，這與數(shù)據(jù)的特點(diǎn)相矛盾；或提高模式識別模型整體的分辨率，但這對樣本數(shù)量、質(zhì)量以及測量誤差都有著很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種高準(zhǔn)確性檢測茶葉類型和品質(zhì)的模式識別優(yōu)化方法，通過改變預(yù)處理方法和模式識別方法建立多個(gè)模式識別模型，并通過改變限定條件對模型進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得一個(gè)或多個(gè)觀察樣本數(shù)據(jù)在模型中分布的角度，減少與待測茶葉差異較大的樣本對建模的干擾，得到更加準(zhǔn)確的模型。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：

1)通過氣敏傳感器采集已知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的香氣數(shù)據(jù)，針對每一類型的茶葉香氣采集有不同品質(zhì)的香氣數(shù)據(jù)，每個(gè)類型下每個(gè)品質(zhì)的茶葉香氣的數(shù)據(jù)值均經(jīng)特定處理獲得樣本向量，并存入數(shù)據(jù)庫；

2)通過氣敏傳感器采集未知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的香氣數(shù)據(jù)，經(jīng)特定處理獲得樣本向量；

3)根據(jù)所有已知的不同類型和品質(zhì)的茶葉香氣構(gòu)建模式識別模型；

4)用模式識別模型識別未知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的樣本向量與已知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的樣本向量之間的相似性，獲得相似性結(jié)果；

5)根據(jù)相似性結(jié)果優(yōu)化重復(fù)步驟重新構(gòu)建模式識別模型，直至相似性結(jié)果達(dá)到要求；

6)判斷數(shù)據(jù)庫中是否存在與未知茶葉香氣的類型和品質(zhì)相匹配的已知茶葉香氣：

若存在，則取相似性最高的茶葉香氣的類型和品質(zhì)作為識別結(jié)果，作為未知茶葉香氣的類型和品質(zhì)；

否則認(rèn)為數(shù)據(jù)庫中不包含未知茶葉香氣所屬的類型和品質(zhì)。

所述步驟1)和2)中經(jīng)特定處理獲得樣本向量具體是：針對每個(gè)傳感器，求取傳感器采集到原始數(shù)據(jù)的均值或方差最大時(shí)刻對應(yīng)的電壓值，作為樣本向量。

均值為每個(gè)傳感器在60s內(nèi)電壓值的均值。

方差最大對應(yīng)時(shí)刻的電壓值具體采用以下方式獲得：針對傳感器的每個(gè)采集時(shí)刻，計(jì)算該時(shí)刻所有已知類型和品質(zhì)的茶葉香氣的香氣數(shù)據(jù)電壓值的方差，取方差最大所在的時(shí)刻的傳感器電壓值。