基于近红外光谱和OPLS-DA的不同牌号卷烟分类识别方法研究

摘要：

为了对卷烟牌号进行准确分类鉴别,提出了一种基于近红外光谱(NIRS)分析技术结合有监督的模式识别快速鉴别卷烟牌号的新方法.利用标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、一阶导数(FD)、二阶导数(SD)和Savitzky-Golay平滑(SG)及其相结合的光谱预处理方法对烟丝光谱进行预处理,通过近红外光谱结合主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)3种模式识别方法对不同牌号烟丝进行分类识别研究,并采用分类识别正确率作为评价指标.实验结果表明:(1)烟丝近红外光谱主成分得分图交叉重叠,区分不明显,PCA无法识别出5种牌号的成品烟丝;(2)烟丝光谱经MSC+ FD预处理后的PLS-DA模型可得到较好的识别效果,校正集和测试集的分类识别正确率分别为100％和98.3％;(3)烟丝光谱经MSC+ SD预处理后的OPLS-DA模型的模式识别效果最好,模型对自变量拟合指数(R2X),因变量的拟合指数(R2Y)和模型预测指数(Q2)分别为0.485、0.907和0.748,近红外光谱校正集和测试集的分类识别正确率均为100％.说明近红外光谱技术结合有监督模式识别方法OPLS-DA建立的烟丝牌号分类模型具有高效快速、准确无损的优点,为卷烟烟丝分类提供了一种新的快速鉴别方法.

关键词：近红外光谱、成品烟丝、分类识别、主成分分析法(PCA)、偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)、正交偏最小二乘判别分析法(OPLS-DA)

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分类号：O657.33;S646.12(分析化学)

资助基金：湖北中烟工业有限责任公司项目2018A029JC02

在线出版日期：2020-12-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1385-1391