[發明專利]一種基于近紅外光譜的煙葉以及卷煙葉組配方的替代方法

有效

• 申請號: 201910249223.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109975238B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 李石頭;畢一鳴;李永生;張立立;帖金鑫;郝賢偉;何文苗;田雨農;趙振杰;廖付;吳繼忠;王輝;徐清泉
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王靜

1.一種輔助卷煙葉組配方維護方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步：對于由多個片煙組成的被替代的目標葉組，針對目標葉組中的每一個目標片煙，采用基于近紅外光譜相似度的煙葉替代方法從若干個備選片煙中篩選出用于替代目標片煙的片煙候選集，所述片煙候選集包含至少一個與目標片煙相似的相似片煙，通過以上方法獲得了與目標葉組中目前片煙個數等數的片煙候選集；

其中，所述的基于近紅外光譜相似度的煙葉替代方法包括如下步驟：

步驟1)采集片煙樣品的紅外光譜數據：

按照產區、部位等級、年份分布狀況選取煙葉樣本，采集上述煙葉樣本的近紅外光譜；

步驟2)光譜預處理：

采用一階導數結合局部校正LSNV，即Localized Standard Normal Variation模型對步驟1)得到的近紅外光譜進行預處理，其中所述的局部校正模型可以表示為：

其中x_j代表第j個波段的吸光度值，a_j代表第j個波段的吸光度值的平均值，b_j代表第j個波段的吸光度值的標準偏差，j＝1，2......k；

步驟3)構建光譜相似度模型：

光譜相關映射Spectral correlation measure，即SCM

光譜相關映射以相關系數的形式計算兩條光譜的相似度：

其中n為光譜變量數，x_i，y_i表示兩條光譜對應的第i波數的吸光度值，表示兩條光譜吸光度值的平均值，i＝1，2，3......n；

歐幾里得距離Euclidean distance measure，即EDM

其中n為光譜變量數，x_i，y_i表示兩條光譜對應的第i波數的吸光度值，i＝1，2，3......n

光譜信息散度Spectral information divergence，即SID

首先，計算每個點的信息熵，然后使用以下公式測量光譜向量的相似性：

SID(X，Y)＝D(X||Y)+D(Y||X)

其中n為光譜變量數，即光譜長度，x_i，y_i表示兩條光譜對應的第i波數的吸光度值，i＝1，2，3......n；

采用涵蓋上述三種度量的方式表征相似度Spectralsimilarity，即SS：

SS(X，Y)＝SID(X，Y)*EDM(X，Y)*SCM(X，Y) (5)

步驟4)篩選出可替代的相似煙葉

準備若干個備選片煙，確認需要被替換的目標煙葉，通過步驟1)、2)、3)建立的光譜相似的方法計算各個備選片煙與目標煙葉的光譜相似度，按照光譜相似度從備選片煙篩選出相似煙葉；

第二步：從各個片煙候選集中選出至少一個相似片煙，所述的至少一個相似片煙的比例與目標葉組中對應的目標煙葉比例相同，通過排列組合的方式形成多個模擬配方，通過光譜擬合方式獲取多個模擬配方與目標葉組的近紅外光譜數據，然后按照相似度模型計算多個模擬配方與目標葉組的相似度，選出至少一組用于替代目標葉組的相似葉組，所述的相似度模型如上式(5)所示。

2.根據權利要求1所述的輔助卷煙葉組配方維護方法，其特征在于：所述的基于近紅外光譜相似度的煙葉替代方法的步驟1)中采集上述片煙樣本的近紅外光譜的具體過程為：按照產區、部位等級、年份分布狀況選取煙葉樣本，在低于50℃下烘干，使含水率達到10％～12％，磨粉，樣本粉末過篩，取適量煙末放入樣品杯中，自然壓實后進行近紅外掃描；光譜掃描范圍為12000-4000cm^-1，分辨率為8c m^-1，掃描次數72次，對各個樣本采集近紅外光譜，分為同樣本同一時間重復掃描、隔6個月重復掃描、12個月重復掃描得到建模樣本光譜。