一种基于核主成分分析的表征蜂蜜差异性智能嗅觉图谱特征提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103499606103499606A(43)申请公布日2014.01.08(21)申请号201310323187.4(22)申请日2013.07.30(71)申请人中国标准化研究院地址100191北京市海淀区知春路4号(72)发明人史波林赵镭刘宁晶裴高璞支瑞聪汪厚银张璐璐解楠(51)Int.Cl.G01N27/00(2006.01)G01N30/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书14页说明书14页附图6页附图6页(54)发明名称一种基于核主成分分析的表征蜂蜜差异性智能嗅觉图谱特征提取方法(57)摘要一种基于核主成分分析的表征蜂蜜差异性智能嗅觉图谱特征提取方法，此类方法所选择的特征点具有一定的化学意义，结合化学结果可以较好的进行解释，其特征在于核主成分分析KPCA将核函数引入主成分分析PCA中,KPCA利用核函数，将数据投影至高维空间中。由于数据投影后相互间更加分散，因此可以将一些在低维空间中不可分的信号进行区分，并提取更具有代表性的特征进行提取。CN103499606ACN103496ACN103499606A权利要求书1/1页1.一种基于核主成分分析的表征蜂蜜差异性智能嗅觉图谱特征提取方法，根据我国地理区域西部、华南、华北、华东、东北的划分，选择5种不同蜜源作为研究样本，分别为：1）油菜蜜，采自西部地区的重庆涪陵区和永川区；2）荔枝蜜，采自华南地区的广西南宁；3）荆条蜜，采自华北地区的北京密云等地；4）洋槐蜜，采自华东的山东莱阳；5）椴树蜜；利用气敏传感器阵列与不同挥发性成分的吸附差异对待测样品蜂蜜进行检测,其特征在于核主成分分析KPCA将核函数引入主成分分析PCA中,KPCA利用核函数，将检测数据投影至高维空间中,由于数据投影后相互间更加分散，因此可以将一些在低维空间中不可分的信号进行区分，并提取更具有代表性的特征进行提取，所述核主成分分析KPCA选择径向基核函数，在25至30维时，判别准确率随维数增加而显著增加，之后准确率相对稳定，100维后，样本的准确率随维数增加而减少，最终选择当维数d=81时，预测准确率最高为93.67%，其中油菜蜜22/23，椴树蜜15/17，洋槐蜜37/39(。2CN103499606A说明书1/14页一种基于核主成分分析的表征蜂蜜差异性智能嗅觉图谱特征提取方法技术领域[0001]本申请涉及一种基于核主成分分析的表征蜂蜜差异性智能嗅觉图谱特征提取方法。背景技术[0002]我国蜂蜜产量居世界首位，近年来产量一直保持快速增长的趋势，由2001年的25.2万吨增加到2009年的40.2万吨，占世界总产量也由近20%提高到30%多。但由于经济利益的驱动，目前蜂蜜市场掺假严重，导致掺假蜂蜜占据了蜂蜜市场的20%～30%，有些地区掺假造假的蜂产品占50%左右，严重损坏了消费者利益、影响蜂蜜产业健康发展、打击出口贸易创汇。[0003]由于缺乏检测手段的影响，导致掺假打击面临困难，其根本原因如下：（1）由于蜂蜜本身的主要物质结构比较简单，包含水和糖类成分，给掺假提供了便利条件，同时，单靠检测这几种物质含量的多少根本没办法判别是否掺假；（2）由于蜂蜜受蜜源植物种类、蜜蜂群势强弱、蜜期时间长短、空气的温度和湿度，以及蜂蜜的加工、贮存、结晶等多种因素影响，造成蜂蜜主要物质的含量范围变化较大，使得蜂蜜掺假简单、方便；（3）C4等掺假检测费用高、无法大规模用于实际检测和执法。[0004]香气是产品品质体现的重要属性之一，产品香气表征需要突出其客观性、真实性与全面性。目前气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱-嗅辨(GC-O)等方法，只能检测产品中有限的单体香气物质，并且这些香气之间存在协同、变调等现象，很难从整体上反映样品的香气品质。而智能嗅觉系统（电子鼻）能够模拟人类嗅闻特征，综合表征香气的整体信息，体现香气的嗅觉特征和整体品质，同时比人的嗅觉更加客观、可靠。目前已在食品新鲜度、食用油变质判别、果蔬成熟度检测、茶叶产地品种识别、酒类品牌界定等方面开展了相关研究。[0005]蜂蜜中含有300多种芳香物质，因此它是研究智能嗅觉表征的重要样例；同时不同蜜源、不同产地其风味物质各异，并且蜂蜜掺假与否或品质优劣能在整体香气上有所体现，使得香气成为蜂蜜品质检测与掺假鉴别的重要指标之一；充分说明采用智能嗅觉表征蜂蜜品质具有可行性，也为蜂蜜品质检测及掺假鉴别提供了一种快速、经济、准确且利于实时应用的检测方法。因此选择蜂蜜作为研究对象具有实用意义，对其行业健康发展更具深远价值。[0006]采用电子鼻进行产品品质判别或掺假鉴别分析，其本质是利用智能嗅觉图谱的整体香气信息，寻找样品间的差异性，其核