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1.
木材的种类识别是木材加工和贸易的一个重要环节,传统的木材种类识别方法主要有显微检测法和木材纹理识别法,其操作繁琐,耗时长,成本高,不能满足当前需求。本研究利用木材的近红外光谱(NIRS)结合模式识别方法,以期实现木材种类的快速准确识别。采用近红外光谱结合主成分分析法(PCA)、偏最小二乘判别分析法(PLSDA)和簇类独立软模式法(SIMCA)三种模式识别对58种木材进行种类鉴别研究;5点平滑、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、Savitzky-Golay一阶导数(SG 1st-Der)和小波导数(WD)五种光谱预处理方法用于木材光谱的预处理;校正集和测试集样品的正确识别率(CRR)用于模型的评价。采用PCA方法,通过样品的前三个主成分空间分布图分辨木材种类的聚类情况。在建立PLSDA模型,原始光谱的正确识别率最高,分别为88.2%和88.2%;5点平滑处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为88.1%和88.2%;SNV处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为84.4%和84.5%;MSC处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为83.1%和84.2%;SG 1st-Der处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为81.8%和82.7%;WD(小波基为“Haar”,分解尺度为80)处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为87.3%和87.2%。可知,在PLSDA模型中,木材光谱未经预处理种类识别效果最后好。在建立SIMCA模型过程中,原始光谱的校正集和测试集的CRR分别为99.7%和99.4%;5点平滑处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为100%和100%;SNV处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为99.5%和99.1%;MSC处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为99.0%和98.4%;SG 1st-Der的光谱校正集和测试集的CRR分别为81.8%和82.7%;WD处理的光谱校正集和测试集的CRR分别为100%和100%。可知,在SIMCA模型中,木材光谱经平滑和小波导数处理后的识别效果最好,且光谱的校正集和测试集CRR都为100%。采用三种模式结合五种不同的预处理方法对木材近红外光谱进行定性建模识别时,由于木材样本属性复杂,主成分分布图相互交织,PCA无法识别出58种木材;原始光谱的PLSDA模型可以得到较好的判别模型,但校正集和测试集的CRR只有88.2%和88.2%;木材光谱经过5点平滑或WD预处理后的SIMCA模型可达到最好的识别效果,校正集和测试集的CRR均为100%,且WD-SIMCA模型因子数比5点平滑SIMCA模型小,模型更为简化,故WD-SIMCA为58种木材种类识别的最优模型。研究表明光谱预处理方法可以有效的提高木材种类识别精度,有监督模式识别方法SIMCA可以用来建立有效的木材识别模型,近红外光谱结合模式识别可以为木材种类的识别提供一种快速简便的分析方法。  相似文献   
2.
研究桉树控制授粉后目标性状的基因作用方式是探索其基因重组规律的重要内容。常规的数量统计分析精度往往不高,而DNA分析的专业要求高,且费时费力。该研究利用近红外光谱(NIRs)研究不同基因型桉树杂交种、亲本及杂交种与亲本间近红外光谱信息的关系,探索NIRs用于桉树杂交种与其亲本判别的可行性和准确性。以控制授粉的桉树亲本及其杂交F1代材料为对象,每种基因型从各自田间试验分别选取10个单株,采集树冠中上部新鲜健康叶片。用手持式近红外仪Phazir Rx(1624)采集桉树杂交种与其亲本叶片的NIRs信息。每单株选10片完全生理成熟的健康叶片,避开叶脉扫描其正面光谱5次,以50条NIRs信息的均值代表单个叶片的NIRs信息,最终每个基因型获得10条NIRs信息。对原始NIRs采用二阶多项式S.G一阶导数预处理。预处理后的NIRs用于多元统计分析,首先对桉树杂交亲本和子代样本进行主成分分析(PCA),直观展示不同基因型的分类情况。然后运用簇类独立软模式(SIMCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)两种有监督的判别模式验证NIRs用于桉树杂交种与其亲本树种的分类判别效果。PCA结果显示,不同的亲本间、杂交种间及杂交种与亲本间样本的主因子得分可以清晰地将各基因型分开。SIMCA模式判别分析中,桉树杂交种样本到亲本PCA模型的样本距离显示,待判别样本能够形成单独的聚类,且能直观反映两者的遗传相似。PLS-DA判别结果显示,桉树杂交亲本的PLS模型能通过预测其杂交子代的响应变量将其与亲本准确分开。结果表明,桉树叶片的NIRs信息可以准确地反映桉树杂交子代遗传信息的传递规律,NIRs判别模型可以准确地将各种基因型予以区分。因此,NIRs信息不仅可用于桉树杂交种和纯种的定性判别,还可以分析桉树基因重组过程中加性遗传效应的大小,从而为桉树遗传基础分析及其育种改良研究提供理论支撑。  相似文献   
3.
利用挥发物红外光谱鉴别牛肉变质状态   总被引:2,自引:0,他引:2  
牛肉在运输过程中极易受到微生物的感染而变质,对牛肉变质的监测十分重要。我们利用长光程FTIR光谱检测牛肉变质时产生的挥发性物质。证明了牛肉在变质过程中产生的主要挥发性物质是氨气和二氧化碳。并定量分析牛肉变质产生的氨气和二氧化碳的变化规律,以判断牛肉的状态。采用主成分分析法(PCA)实现对挥发性物质的红外光谱分类,进而可以准确的区分新鲜和变质的牛肉。我们采用化学计量学方法软独立建模聚类分析法(SIMCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对特征波段内的光谱进行分类,两种方法具有很好的判断率。结果表明长光程FTIR结合化学计量学方法能够区分新鲜和变质的牛肉。  相似文献   
4.
For manufacturing of medicaments, all ingredients must be reliably identified. Wet chemistry methods for identification of cellulose ethers, used by the Pharmacopoea Europea, is time consuming and expensive. To distinguish microcristalline and powdered cellulose, only unspecific sedimentation properties are used. However, applications as well as technological and pharmacokinetic properties of cellulose and various cellulose ethers are different.

NIR reflectance spectroscopy speeds up the identification of excipients. So this technique causes fewer delay in manufacturing processes. The discrimination of powdered and microcristalline celluloses as well as cellulose and cellulose ethers is made possible by factor analysis and soft independent modelling of class analogies (SIMCA). The classification was improved by spectral pretreatment multiplicative scatter correction (MSC), derivation and wavelength selection. The discrimination of powdered and microcristalline celluloses is statistically highly significant, so the identification can be done reliably. Cellulose ethers can be quickly identified by NIR spectroscopy, although a large number of samples of different manufacturers and physical properties, for example viscosity, were used. The only exception is the discrimination of methylcellulose and cellulose ethers containing methyl and hydroxyalkyl substituents, which show identical spectra. But even for those excipients, the wet chemistry expenses can be reduced to one test. The developed strategy for data evaluation is quite general in nature, hence it can be applied to other pharmaceutical powders, excipients and active components as well.  相似文献   

5.
纹党参与白条党参红外光谱的SIMCA聚类鉴别方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以纹党参和白条党参的红外光谱为聚类分析的对象,研究了红外光谱结合SIMCA聚类分析法对纹党参和白条党参进行识别与分类的可行性.选取400 ~2 000 cm~(-1)范围内的光谱,通过基线补偿(Offset)和散射校正(MSC)等预处理后,采用SIMCA聚类分析法建立识别模型.结果表明,所建模型对纹党参和白条党参的识别率分别达92%和96%,拒绝率均为100%.用盲样对所建模型进行了测试,测试结果全部正确.该法可实现对纹党参和白条党参的快速鉴别.  相似文献   
6.
Several varieties of blue ballpoint pen inks were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and infrared spectroscopy (IR). The chromatographic data extracted at four wavelengths (254, 279, 370 and 400 nm) was analyzed individually and at a combination of these wavelengths by the soft independent modeling of class analogies (SIMCA) technique using principal components analysis (PCA) to estimate the separation between the pen samples. Linear discriminant analysis (LDA) measured the probability with which an observation could be assigned to a pen class. The best resolution was obtained by HPLC using data from all four wavelengths together, differentiating 96.4% pen pairs successfully using PCA and 97.9% pen samples by LDA. PCA separated 60.7% of the pen pairs and LDA provided a correct classification of 62.5% of the pens analyzed by IR. The results of this study indicate that HPLC coupled with chemometrics provided a better discrimination of ballpoint pen inks compared to IR. The need to develop a suitable IR method for analysing blue ballpoint pen inks has been emphasized and it is hoped that the development of such a method would indeed provide a valuable tool for the non-destructive analysis of blue ballpoint pen ink samples for forensic purposes.  相似文献   
7.
Chemometric techniques have been used to compare two methods for fat extraction, namely focused microwave-assisted Soxhlet extraction (FMASE) and dynamic ultrasound-assisted extraction (DUAE), with the conventional Folch method, frequently used as reference. The data generated by a mid infrared spectrometer, after appropriate treatment, provide a simple and effective way for the detection of potential alterations of the fat obtained with the assistance of auxiliary energies, in this case, microwaves and ultrasounds. The results thus obtained are as compared with those from the Folch method, a mild extraction method with a view to finding faster alternatives for routine analysis. Moreover, classification of the samples between cookies and snacks based on extraction kinetics studies was possible, thus demonstrating the importance of these studies for the development of analytical methods. Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) were used for both purposes, namely detection of alterations and classification of the samples as a function of their extraction kinetics, while K Nearest Neighbours (KNN) and Soft Independent Modelling of Class Analogy (SIMCA), based on PCA, models were generated in order both to predict the extraction kinetics of unknown samples, thus adjusting the extraction time as a function of the matrix, and find out explanation to the different extraction kinetics.  相似文献   
8.
应用SIMCA分类法与PLS算法结合卷烟纸的傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)建立了卷烟纸的分类模型,用于卷烟纸的判别分类,效果良好;同时,建立了测定卷烟纸定量、厚度、透气度、水分和灰分等性质的校正模型,其相应的相关系数分别为0.976 8,0.966 4,0.947 0,0.956 3和0.975 9;全交互校验均方残差分别为0.561 4,0.096 0,1.274 1,0.096 7和0.260 3.校正模型应用于样品实测,结果准确,令人满意.  相似文献   
9.
枸杞产地的红外指纹图谱与聚类分析法研究   总被引:20,自引:5,他引:15  
本文首次采用傅里叶变换红外 (FTIR)光谱法并结合SMICA聚类分析法对不同产地 :宁夏玉西、宁夏中宁及内蒙古托克托旗的枸杞进行了聚类分析。结果表明 ,聚类分析技术对来自不同产地的枸杞可进行鉴别 ,该法快速、准确 ,为客观评价中药材的来源提供了一种新的方法。  相似文献   
10.
用计算机多元分析研究冠心病微量元素谱,识别冠心病患者与健康者;非线性映射法判别率男性86.6%,女性96.2%;SIMCA差别法正确回判率男性85.0%,女性88.3%。  相似文献   
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