[發明專利]一種模糊鑒別分析的白酒電子鼻信號分類方法

在審

• 申請號: 201810813255.8
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109145952A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 武小紅;朱錦;陳勇;武斌;傅海軍;趙超;戴春霞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種模糊鑒別分析的白酒電子鼻信號分類方法，包括：步驟1、使用電子鼻系統采集不同白酒樣本的氣味數據。步驟2、采樣模糊鑒別分析的方法，提取白酒原始數據的主要特征；首先計算每類均值，以每類均值作為聚類中心；計算初始模糊隸屬度；再進行模糊主成分分析(FPCA)，得到模糊主成分分析的特征向量q_k1；對得到的特征向量q_k1進行排序，得到新的特征向量p_k1；重新i將類中心v_i和第k個樣本x_k投影到特征向量p_k1上，以及重新計算模糊隸屬度等，得到最終處理過的白酒數據；步驟3、采用最近鄰分類器對模糊鑒別分析處理過得數據進行分類，使用留一法(leave one out)計算分類的準確率。本發明采用模糊鑒別分析方法，提高抗干擾能力的同時分類準確率大大提高。

技術領域

本發明涉及一種白酒品種鑒別的方法，具體涉及一種模糊鑒別分析的白酒電子鼻信號分類方法。

背景技術

我國自古就有飲用白酒的習俗，既是白酒的生產大國，也是消費大國。經過上千年的發展，我國各地出現了許多不同種類的白酒。由于不同種類白酒的釀造方法和生產原料不盡相同，白酒的口感、品質和風味存在巨大差異。隨著生活水平的提高，消費者對于白酒的品質也提出了更高的要求，越來越多的人追求高檔白酒。但一般的消費者很難對白酒的品種和質量做出精準的鑒別。一些不法商家用品質低劣的白酒甚至是假酒，冒充一些高檔白酒出售給消費者，以獲取高額利潤。這給消費者的合法權益和身心健康都帶來了巨大的損害。因此，對白酒的品質和種類做出鑒別，具有重大的研究價值和意義。

對于白酒的傳統檢測方法主要兩種，一種是精密儀器分析法，主要包括色譜或質譜分析儀、近紅外光譜分析儀等，對白酒的化學成分含量進行分析檢測；另外一種是依靠專業品酒師的感官來判斷。第一種方法能對白酒的品質給出客觀準確的分析，但檢測儀器昂貴，且需要專業人員操作，使檢測成本變高，實時性變差，耗時也較長。第二種方法雖然也能對白酒品質做出較為準確的分析，且具有較高的實時性；但分析結果帶有很強的主觀性，容易受到品酒師情緒和經驗的影響，而且培養專業的品酒師，花費大，耗時長。與這兩種方法相比，電子鼻技術在白酒檢測方面有巨大的優勢，其可以根據白酒的風味，對白酒進行快速、實時、客觀、準確的定性分析，其應用潛力巨大。

2013年，柯永斌等人設計了一個電子鼻系統(柯永斌，周紅標，李珊，王江星.基于電子鼻的不同香型白酒快速識別.釀酒科技，2013，233(11)：1-3.)，用于采集白酒的氣味數據，然后再結合主成分分析(PCA)、線性判別分析(LDA)和概率神經網絡(PNN)算法，可以實現對不同香型的白酒進行快速的識別。PCA主要用于對數據進行降維處理，對于提高分類的準確率并沒有太多的幫助，但LDA可以提取出數據的主要鑒別信息，大大提高分類的準確率，PNN算法主要用于對不同香型的白酒進行分類。這幾種算法結合起來，可以對白酒的識別得到較高的準確率。但是其用于實驗的白酒只有四種，而且樣本和樣本的特征也較少，通用性不強。

李靜等人使用表面聲波型電子鼻(李靜，宋飛虎，浦宏杰，李臻峰.基于電子鼻的白酒品質檢測.食品與發酵工業，2015，41(4)：160-164.)對同一企業不同等級的6種白酒進行鑒定。其首先使用主成分分析法(PCA)提取原始數據的主要信息，同時對數據進行降維，起到簡化問題的作用；再使用典型線性判別分析法(CDA)，提取數據的主要鑒別信息，提高相近年份的白酒的區分度，增加分類的準確率。結合這兩種方法，可以對同一品牌不同等級白酒的品質和風格特點做出快速準確的鑒定。

殷勇等人在使用電子鼻鑒別白酒的同時(殷勇，白玉，于慧春，郝銀鳳，王潤博.電子鼻鑒別白酒信號小波去漂移方法.農業機械學報，2015，47(11)：219-223.)，提出了一種有效的電子鼻信號去漂移的方法，提高了電子鼻的抗干擾能力。在使用去漂移方法處理過數據之后，再使用Fisher判別分析(FDA)和BP神經網絡分別對6種白酒進行鑒別分析，鑒別的準確率得到了巨大的提升。但BP神經網絡有過擬合和局部最優解的問題。

發明內容