不同品种间的猪肉含水率高光谱模型传递方法研究.pdf

第30卷第17期农业工程学报Vol.30No.17
2762014年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep.2014

不同品种间的猪肉含水率高光谱模型传递方法研究

※
刘娇，李小昱，郭小许，金瑞，徐森淼，库静
（华中农业大学工学院，武汉430070）

摘要：针对目前的模型传递方法研究大多为不同仪器间的近红外光谱模型传递，该文采用高光谱技术建立猪肉
含水率定量检测模型，并针对不同品种间的模型传递提出了一种分段直接校正结合线性插值（piecewisedirect
standardizationcombinewithlinearinterpolation,PDS-LI）的传递算法。以杜长大、茂佳山黑猪和零号土猪3个品种
为研究对象，以杜长大作为主品种，茂佳山黑猪和零号土猪作为从品种，采用偏最小二乘回归（partialleastsquares
regression,PLSR）法建立猪肉含水率主模型，经PDS-LI算法对主模型进行传递后，主模型对茂佳山黑猪和零号
2
土猪样品的预测决定系数Rp分别由传递前的0.263和0.507提高到0.832和0.848，预测均方根误差分别由传递前
的1.151%和0.857%降低到0.470%和0.440%，剩余预测偏差（residualpredictiondeviation,RPD）分别由传递前的
1.000和1.214提高到2.447和2.364。结果表明，PDS-LI传递算法能够实现杜长大对茂佳山黑猪和零号土猪样品
的模型传递。研究结果为提高猪肉含水率模型适配性问题提供参考。
关键词：含水率；肉；模型；高光谱；模型传递；传递算法；分段直接校正
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.17.035
中图分类号：S123;O657.3文献标志码：A文章编号：1002-6819(2014)-17-0276-09

刘娇，李小昱，郭小许，等.不同品种间的猪肉含水率高光谱模型传递方法研究[J].农业工程学报，2014，
30(17)：276－284.
LiuJiao,LiXiaoyu,GuoXiaoxu,etal.Transfermethodamongwatercontentdetectionmodelsfordifferentbreedsof
porkbyhyperspectralimagingtechnique[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering
(TransactionsoftheCSAE),2014,30(17):276－284.(inChinesewithEnglishabstract)

递，研究方法上最常用的是直接校正（direct
0引言
standardization，DS）算法[13-14]和分段直接校正
高光谱成像技术以其准确、无污染、信息量丰（piecewisedirectstandardization，PDS）[15-17]算法。
富等优点在农产品[1-3]、化工石油[4-5]、医药[6-7]等领PDS与DS算法的原理基本相同，区别在于DS算
域已经有广泛的应用。将光谱数据与被测量进行关法为全波段校正，当光谱差异较小时，容易出现过
联并建立检测模型的过程称为多元校正，这是目前校正现象，PDS算法则是选择波长点附近一固定窗
最常用的建模方法。但多元校正模型在实际应用中口宽度的波段用于校正。相比之下，PDS算法需要
存在一定的缺陷，即模型只适用于对某一特定范围的标样数量少，运算速度快、精度高[18-19]。因此，
内光谱的预测，而对于来自不同测定仪器、不同测有学者在PDS算法的基础上提出了一些改进算法，
量环境或不同品种样品的光谱，则会出现预测精度更好地实现了模型传递。如王菊香等[20]在传统的
差、模型无法使用的问题[8-9]，若是对每一品种样品PDS算法基础上提出了一种小波多尺度分段直接
或每一台仪器测得的光谱分别建模，则不仅需要的校正算法，以用于对混胺近红外光谱模型在仪器之
光谱与测量值均已知的样品数量多，而且建模成本间的传递。结果表明该算法可大幅度提高分析精
高，耗时长，效率低[10-12]。因此，需要对模型进行度，结果优于传统的PDS算法。田高友等[21]提出
维护，以提高模型适配性。了一种小波变换-分段直接校正（wavelettransform-
然而，目前的模型传递方法研究，大多是针对piecewisedirectstandardization，WT-PDS）算法，
近红外光谱模型，且多为不同仪器之间的模型传实现了10个模型在5台仪器之间的共享，且结果
优于传统的PDS