[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

本發明的目的在于提供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，通過一種局部校正的光譜預處理方法及集成的光譜相似度算法，排除了光譜中的基線、散射等干擾因素，實現從光譜相似到煙葉相似的轉化，實現輔助卷煙葉組配方維護過程中的煙葉替代的方法，減少配方維護人員的評吸量，同時也避免了感官評吸過程的主觀性和不穩定性。

技術領域

本發明屬于卷煙葉組配方領域，具體涉及卷煙產品葉組配方維護，利用片煙近紅外光譜數據及光譜相似度分析輔助卷煙葉組配方維護及產品開發；本發明提出一種基于近紅外光譜的煙葉相似度特征光譜提取，

背景技術

卷煙的風格品質是產品設計人員通過對不同產地、品種、等級的煙葉進行配比而形成的。在某種原料用完后，需通過單料煙評吸篩選、配方維護小樣制作及評吸確認等環節來確定替代煙葉，完成配方維護。煙葉替代及配方維護主要依賴于配方人員的經驗積累及評吸判斷，工作強度大、主觀性強。若能通過儀器檢測方法，利用客觀數據來輔助配方，對減少評吸人員的抽煙量和提高卷煙質量穩定性有重要意義。

近年來很多人在研究卷煙配方輔助技術，專利申請CN200810237699公開了建立一種基于關聯規則的卷煙配方維護數據挖掘系統及方法，通過挖掘歷史配方中煙葉組合規律，應用關聯規則原理指導實際配方維護；歷史規律是經驗的總結，應用過程中要求同產地、或者同部位煙葉年度間風格品質基本穩定，但是煙葉是田間作物，待選用煙葉或者煙葉組合的品質風格很有可能和歷史用的同產地、同部位的煙葉發生重大變化，所以指導實際配方很有可能發生偏離，況且利用傳統配方經驗，對評吸人員的穩定性要求較高，數據分析難度大。

專利申請CN201610380743公開了一種用于卷煙配方歸類的方法，通過熱重分析研究煙草在熱解燃燒過程中的特征變化，把失重曲線相似的單等級片煙原料歸為抽吸口感接近的一類。是從燃燒這一物理過程評判煙葉的接近程度。

專利申請CN201811305657提供一種基于非負矩陣分解的智能卷煙配方維護方法，將配方數據轉換成實際的二進制配方矩陣Y，將單料煙組轉換成二進制配方向量作為模型輸入構建模型，實現單料煙替代和配方維護；專利申請CN201210344034公開了一種基于近紅外光譜信息的SIMCA輔助卷煙配方的方法，通過比對待替代煙葉的近紅外光譜和數據庫中保存的煙葉近紅外光譜馬氏距離，距離越小代表煙葉越相似，并通過感官確認最終篩選出可替代煙葉。在一定程度上反應煙葉的接近程度，但是近紅外光譜包含了煙葉的大量物質信息，但也包含很多背景，儀器、溫濕度等外部干擾因素，僅僅通過光譜投影的馬氏距離來表達光譜相似并推廣到煙葉相似，并不客觀準確。并且該方法僅僅從煙葉一對一替代的角度分析，并不能反應煙葉配方組合后“配伍性”的特點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于光譜相似的輔助卷煙葉組配方維護方法，通過一種局部校正的光譜預處理方法及集成的光譜相似度算法，排除了光譜中的基線、散射等干擾因素，實現從光譜相似到煙葉相似的轉化，實現輔助卷煙葉組配方維護過程中的煙葉替代的方法，減少配方維護人員的評吸量，同時也避免了感官評吸過程的主觀性和不穩定性。

為了實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

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(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；