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以砂糖橘为对象,建立基于可见-近红外光谱的砂糖橘总酸含量的无损检测方法。试验采集170个完整砂糖橘的500～2 500nm漫反射光谱,然后采用滴定法测定总酸含量。采用Sym8小波变换对光谱进行去噪预处理,并采用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)结合间隔偏最小二乘法(interval partialleast squares,iPLS)优选波长,最终建立BPNN和偏最小二乘法(partial least squares method,PLS)总酸预测模型。结果表明:砂糖橘光谱的小波去噪方法产生的信噪比均值SNR=175.291 1,去噪信号与原始信号间的均方根误差均值RMSE=0.000 13,性能优于常规去噪方法。SPA与iPLS相结合构成的反向偏最小二乘法(back-ward interval partial least squares,BiPLS)_SPA波长选择法能将光谱变量从2 001个压缩到14个,能简化模型并提高建模精度和稳定性。BPNN模型具有更好的非线性映射能力,基于这14个变量的BPNN总酸预测模型的预测相关系数Rp=0.867,预测均方根误差RMSEP=0.061 6,性能优于线性的PLS模型。 相似文献
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以砂糖橘为对象,建立基于可见-近红外光谱的砂糖橘总酸含量的无损检测方法.试验采集170个完整砂糖橘的500～2500nm漫反射光谱,然后采用滴定法测定总酸含量.采用Sym8小波变换对光谱进行去噪预处理,并采用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)结合间隔偏最小二乘法(interval partialleast squares,iPLS)优选波长,最终建立BPNN和偏最小二乘法(partial least squares method,PLS)总酸预测模型.结果表明:砂糖橘光谱的小波去噪方法产生的信噪比均值SNR=175.2911,去噪信号与原始信号间的均方根误差均值RMSE=0.00013,性能优于常规去噪方法.SPA与iPLS相结合构成的反向偏最小二乘法(back-ward interval partial least squares,BiPLS)_SPA波长选择法能将光谱变量从2001个压缩到14个,能简化模型并提高建模精度和稳定性.BPNN模型具有更好的非线性映射能力,基于这14个变量的BPNN总酸预测模型的预测相关系数Rp=0.867,预测均方根误差RMSEP=0.0616,性能优于线性的PLS模型. 相似文献
3.
[目的]研究结合WT预处理的近红外光谱PLS算法模型预测鲜枣糖度的方法。[方法]用S-G、MSC、FD、SD、WT和WT＋MSC 6种预处理法,SMLR、PCR和PLS 3种算法模型,对60个鲜枣样品的近红外光谱数据进行预处理、糖度预测和建模精度分析,建立最佳算法的数学模型。[结果]在鲜枣糖度近红外光谱预处理阶段引进小波变换方法去除导数光谱噪声,得到了很好的去噪效果。不同的小波函数、分解尺度使消噪的结果有所不同。与常见的光谱预处理法相比,在选用db4-3小波函数、默认阈值情况下,采用WT＋MSC预处理及建模算法为PLS时所建立的模型最好,其相关系数R为0.919 02,校正集标准差RMSEC为0.863,预测集标准差RMSEP为1.71。[结论]结合小波变换预处理的PLS算法模型可有效预测鲜枣糖度,改善模型的预测精度。 相似文献
4.
将小波自适应阈值去噪引入二维经验模态分解（bidimensional empirical mode decomposition,BEMD）中,提出一种自适应图像去噪算法,该算法首先对农作物噪声图像进行二维经验模态分解,获得具有不同尺度特征的固有模态函数（intrinsic mode function,IMF）子图像序列;然后将该序列中前3个子图像分别进行3层小波变换,引入一种新型自适应小波阈值去噪函数模型分别进行噪声抑制,实现小波系数重构;最后,对去噪后的固有模态函数子图像与剩余固有模态函数进行重构,获得去噪后的农作物图像。对实地拍摄的农作物图像进行去噪试验,结果表明,自适应图像去噪算法与均值滤波算法、小波阈值去噪算法相比,性能有较大幅度的提升。 相似文献
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利用小波阈值滤波的原理,建立了阈值滤波去噪模型,解决了小波基和小波分解层数的选择以及阈值和阈值函数的选取这2个关键问题。小波基的选取应该均衡考虑光滑性与紧支性。采用数值仿真方法,通过一段音乐信号,分析了小波基的不同选取方式、不同阈值选取方法、不同分解层数对去噪效果的影响:选择不同的小波,分别利用全局阈值和分层阈值去噪法来观察不同的小波选择对去噪结果的影响;选择一个固定的小波,利用全局阈值和分层阈值来比较这2种去噪方法的优劣。研究结果表明,选择db4小波基、分层阈值、分解层数为4~5层时,去噪效果最好。 相似文献
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拉曼光谱中尖峰及其临近信号频率极高,常规去噪方法难以区分高频噪声与特征峰信号,所以拉曼光谱去噪一直是该领域内研究热点和难点。针对该问题,提出临界分量判别法,该方法通过计算经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)分量的归一化自相关函数,将固有模态分量(intrinsic mode function,简称IMF)划分为噪声主导分量和信号主导分量两部分。根据噪声主导分量和信号主导分量的不同特点,分别使用模极大值方法、软阈值滤波方法处理各分量的小波系数,实现光谱信号去噪。仿真数据去噪实验表明,小波去噪法(1、2阶IMF为噪声主导分量)去噪效果优于其他方法(1阶IMF为噪声主导分量,1、2、3阶IMF为噪声主导分量),说明临界分量判别法可以正确识别噪声主导分量和信号主导分量。光谱数据去噪实验表明,应用小波去噪法处理拉曼光谱,信噪比以及均方误差均优于对整条光谱进行模极大值、软阈值和空域相关方法去噪,光谱中噪声几乎得到了完全抑制,突变特征峰信号得到完整保留,获得了最优滤波效果。 相似文献
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对于非平稳信号,小波多尺度分解是一种有效的信号去噪方法。在多分辨率分析小波阈值去噪的基础上,提出了一种改进的阈值函数,克服了硬阈值函数不连续的缺点,解决了软阈值函数中存在的恒定偏差．同时具有软硬阈值函数不可比拟的灵活性。仿真试验结果表明,它在对信号消噪时能得到较理想的结果。 相似文献
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《河北北方学院学报(自然科学版)》2017,(9)
目的小波去噪可以提高语音的信噪比,其中通过放宽阈值限制、加强小波系数的连续性,以及对小波系数较高的语音信号实现噪声与语音的分离可以增强语音去噪效果。方法基于一段信噪比为10dB的语音信号,采用不同的阈值函数,对该段语音进行小波去噪处理,比较各种阈值函数得到不同的去噪语音和各个阈值函数的特点。结果传统的硬阈值和软阈值得到的信噪比分别为11.57dB和10.91dB,软硬阈值折衷法得到的去噪语音信噪比12.70dB,模平方法得到的去噪语音信噪比为12.20dB,改进以后的软硬阈值折衷法和改进后的模平方法得到的去噪语音的信噪比分别为11.38dB和13.40dB,用降低阈值的方法得到的去噪语音信号的信噪比为11.68dB,新的阈值函数得到的去噪语音的信噪比为13.49dB。结论相比较软硬阈值折衷法,改进的模平方法和其它传统的方法,新阈值函数语音去噪可以取得更好的效果。 相似文献
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小波分析用于土壤速效钾含量高光谱估测研究 总被引：7，自引：0，他引：7
【目的】对土壤高光谱数据去噪提纯,提高土壤速效钾含量高光谱估测模型的精度和实用性。【方法】选取土壤有机质、碱解氮、有效磷含量近似而速效钾含量差异较大的样本76个,对土壤样本反射率对数的一阶导数光谱分别基于4种函数进行多层小波离散分解;提取小波低频系数,构建土壤速效钾含量高光谱估测模型。【结果】小波分解1-3层获得的低频系数可用以代表原始光谱。基于各小波函数相同尺度的低频系数,土壤速效钾含量估测建模精度差异不大。其中基于Bior 1.3函数分解的第2层低频系数建模精度略高,作为最佳估测模型,在数据压缩到25%、反映输入光谱信息95.6%的基础上,建模R2达到0.976,RMSE为10.66 mg•kg-1,经验证模型具有较好的预测准确度。【结论】通过小波分析获得小波系数,既提取了土壤高光谱信息,又对数据进行了压缩,结合偏最小二乘回归预测土壤速效钾含量是可行的。 相似文献
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小波变换在脐橙维生素C含量近红外光谱预测中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】探索快速检测柑橘Vc含量的方法。【方法】利用不同分解水平的Daubechies3小波变换，对100个脐橙整果样品的近红外光谱信号进行了消噪处理，并利用消噪后的重构光谱对脐橙Vc含量进行了偏最小二乘法交叉验证。【结果】小波分解尺度水平不同，偏最小二乘法交叉验证效果各不相同，在分解水平为4时效果最好，其预测值与标准值的相关系数R达到0.9574，交叉验证预测均方差RMSECV仅为3.9 mg/100g。比较了11种光谱预处理方法，其中，小波消噪后的偏最小二乘法交叉验证模型预测效果最好，预测值与真值的相关系性最好。【结论】小波消噪后建立的近红外光谱模型能准确地对脐橙Vc含量进行无损快速的定量分析。 相似文献
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基于NIR及PLS-PCR-SVR预测森林土壤有机碳含量 总被引：2，自引：0，他引：2
森林土壤有机碳含量是表征林地土壤营养状况的重要指标,该文建立了土壤有机碳含量的近红外光谱定标模型,并比较了偏最小二乘法（PLS）、支持向量机回归（SVR）、主成分回归（PCR）3种建模方法及Savitzky-Golay平滑＋多元散射校正、Savitzky-Golay平滑＋一阶导数、Savitzky-Golay平滑＋二阶导数、Savitzky-Golay平滑＋多元散射校正＋一阶导数、Savitzky-Golay平滑＋多元散射校正＋二阶导数5种光谱预处理方法对土壤有机碳含量定标模型精度的影响,同时进行了波段优选。结果表明：当光谱区域为1 380～1 450 nm,1 800～1 950 nm,2 050～2 300 nm,光谱数据采用Savitzky-Golay平滑＋多元散射校正＋一阶导数预处理,采用PLS的建模方法,主成分数为8时,建立的校正模型预测效果最佳。校正模型的R、RMSE、SEC分别为0.805 2、0.512 2、0.512 5;预测模型的R、RMSE、SEP分别为0.768 1、0.514 3、0.514 6。因此,利用近红外光谱技术可以实现土壤有机碳含量的快速估测,为林区实时、大面积、快速测定森林土壤有机碳含量提供了技术可行性。 相似文献
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[目的]通过定标集、预测集、检验集的建模过程,采用偏最小二乘(PLS)方法结合波段选择建立土壤总氮快速分析的近红外(NIR)光谱模型。[方法]为了避免模型评价失真,基于随机性、相似性和稳定性,提出一种严谨的建模体系。将全谱扫描区(400～2 498nm)分成可见区(400～780 nm)、短波近红外区(780～1 100 nm)和长波近红外区(1 100～2 498 nm)。[结果]经过比较、检验,结果表明长波近红外达到了最好的模型效果和稳定性,最优PLS因子数为8,检验的预测均方根误差(V-SEP)和预测相关系数(V-RP)分别为0.118 g/kg和0.857,得到客观、稳定的预测模型。 相似文献
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基于氮素叶绿素关系的冬小麦籽粒蛋白质含量高光谱反演 总被引：1，自引：1，他引：0
为进一步提高光谱数据反演小麦籽粒蛋白质含量的精度以及反演模型的可解释性,研究以籽粒蛋白质含量（GPC）-氮素-叶绿素之间的关系为载体,通过叶绿素筛选相关植被指数,采用偏最小二乘回归（PLS）方法建立GPC反演模型。结果表明,开花期是监测籽粒蛋白质含量的最优时期。开花期氮素与对应密度叶绿素的相关性较高。通过筛选出与叶绿素密切相关的植被指数,利用PLS建立籽粒蛋白质含量反演模型,模型决定系数R2为0.77,RMSE为0.95%,用其他年份数据进行模型验证,结果显示RMSE达到1.22%。本研究表明：基于氮素、叶绿素关系建立PLS反演模型能够实现不同年份GPC光谱遥感反演,且模型在年际间表现出较高的精度和稳定性。 相似文献
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近红外光谱数据维数多、数据量大,直接保存需要庞大储存空间,且海量数据会对网络化在线检测的分析速度和准确性产生影响。为探讨应用小波压缩进行近红外光谱预处理的可行性及其对枫桦木材密度预测精度的影响,通过强光探头采集木材圆盘的近红外光谱,在Matlab软件中应用小波变换法对枫桦木材密度近红外光谱数据进行压缩。结果表明:当小波基sym2分解层为6时,基于均衡稀疏标准形式的全局硬阈值压缩效果最好,将2 151个变量压缩成38个小波系数,其能量保留成分、零系数成分、压缩比分别为99.66%、98.34%、56.61%。用未处理光谱数据和压缩后的38个小波系数分别建立偏最小二乘定标分析模型,同时做内部交叉验证,并用未处理和压缩后的预测集做外部检验,得知压缩后校正模型对压缩后样品预测能力较好,预测决定系数为0.913 9。因此,小波压缩可有效简化近红外光谱数据,提高近红外光谱对枫桦木材密度的预测精度。 相似文献
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采用近红外光谱直接对瓶装醋进行透射检测。结果发现,玻璃包装对入射光源强度影响很大。采用室内外置光源解决此问题,在850～2000nm的波长范围内,采用偏最小二乘方法（PLs）对醋中的挥发酸含量进行了定量预测。结果表明,原始光谱结合PLs方法可以很好地预测瓶装醋中的挥发酸含量,校正样本和预测样本的相关系数分别为0．98、0．97;校正样本和预测样本的标准偏差分别为o．776、0．878。此外,对挥发酸含量起主要作用的波段主要集中在900nm和1100nm左右。 相似文献
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提出了一种利用多模态图像技术,以实现被葡萄水分胁迫水平的测定方法,通过检测获取葡萄植株表面图像的反射率和纹理信息与水分胁迫水平之间的关系,从而实现植物缺水报警。试验将盆栽葡萄人为建立不同的水分胁迫水平,利用3CCD照相机(三通道的R,G和IR)、多光谱相机(在900,970 nm的光谱波段覆盖)和一个数字彩色摄像机(RGB)对叶片定期进行监测。试验采用偏最小二乘(PLS)方法预测水含量的纹理特征和光谱特性,在葡萄生长的前期,RGB相机获得的纹理参量对含水量预测结果的rp,RMSEP和偏差值分别为0.77,1.15和-0.14,而利用3CCD相机获取的反射参量对含水量预测结果的rp,RMSEP和偏差值分别为0.77,1.22和-0.26;在葡萄生长后期,RGB相机获取的纹理参量对含水量预测结果的rp,RMSEP和偏差值分别为0.81,1.34和0.26,而利用3CCD相机获取的反射参量对含水量预测结果的rp,RMSEP和偏差值分别为0.74,1.46和0.15。通过监测植株覆盖率与不同水分灌溉植株的生长周期发现,植株覆盖率能对葡萄植株的水分胁迫检测做辅助参考变量。试验结果表明,所设计的多传感器系统可用于支持葡萄水分胁迫检测的决策,有利于葡萄的田间管理。 相似文献
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[目的]为了实现烤烟氮碱量及氮碱比田间动态变化的实时无损监测,设计了基于MSR216型多光谱辐射计的烤烟氮碱量及氮碱比监测试验。[方法]设置2种施氮模式,以基于SPAD(叶绿素仪)值精准氮素施肥管理(阈值为43)进行建模,利用当地生产上农家常规施氮模式进行验证。用多光谱辐射计采集烤烟的冠层光谱数据,并对烤烟6个生长时期的氮碱量、氮碱比与可见光波段及近红外波段反射率组成的比值植被指数、归一化植被指数、差值植被指数进行相关性分析。[结果]叶片烟碱含量与归一化植被指数NDVI(870,510)的相关系数最高(r=0.900);全氮含量和氮碱比则与比值植被指数RVI(1 650,710)的相关系数最高(r=0.898、0.911)。氮碱量、氮碱比与植被指数均构建了最佳的监测模型,模型预测精度分别达到0.935、0.827、0.926,RMSE分别为0.574、0.553、1.245,预测效果较好。[结论]冠层光谱能够较好地监测和跟踪冠层氮碱量以及氮碱比的动态变化。 相似文献
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脐橙糖度近红外光谱在线检测的建模变量优选 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】采用小波压缩结合遗传算法,优选脐橙糖度近红外光谱在线检测的建模变量,提高在线检测精度。【方法】利用近红外光谱检测装置采集脐橙样品的光谱,并将其转换为反射比光谱,在700.28～933.79 nm波段,利用小波变换将一阶微分处理后的近红外反射比光谱变量压缩成小波系数变量。经遗传算法优选后,建立偏最小二乘法（PLS）模型,并对该模型的预测结果进行评价。【结果】利用小波压缩结合遗传算法优选变量建立的脐橙糖度PLS模型,预测效果最优,模型的相关系数为0.759,模型预测均方根误差为0.468 °Brix。【结论】采用小波压缩结合遗传算法对变量进行优选,可提高脐橙糖度近红外光谱在线检测的精度。 相似文献